Знание-сила, 1997 № 07 (841) (Журнал «Знание-сила») - страница 50

• Сферические объекты тоже можно аппроксимировать многоугольниками (полигонами) либо представить точно с помощью математических выражений, описывающих сферу. Если строится полигональная проволочная (еще говорят «каркасная» пли «сеточная») модель, то компьютер сохраняет координаты каждого угла всех полигонов (рисунок 3). В случае математической модели необходимо Задать положение центра и значение радиуса. Обе эти величины представляют собой векторы, и с их помощью, разумеется, можно описывать гораздо более сложные объекты, нежели сфера. Машинную графику, основанную на подобных моделях, называют векторной, в отличие от растровой, когда в памяти компьютера сохраняется весь массив элементов изображения.

Прежде всего удалось подтвердить уже на уровне моделирования, что развитие живых существ, причем не только млекопитающих, подчиняется в первую очередь законам физики. Именно физические (а, скажем, не поведенческие) закономерности накладывают наиболее серьезные ограничения на морфогенез (мышечные, скелетные и другие параметры) и на функционирование особей — факт, далеко не тривиальный и периодически оспариваемый философствующими биологами, которые обвиняют оппонентов в «физикализме» и «редукционизме». Увы, отечественные физико- математические супрематисты во многом оказывались правы, упорно настаивая на абсолютном превосходстве физики и математики над другими дисциплинами.

Примеры физических ограничений в биологии довольно очевидны, однако точные числовые границы (формфакторы) для каждого вида устанавливаются с помощью компьютерного моделирования, подобного проделанному зоологами Вашингтонского университета.

Некоторые из «очевидных» ограничений получены компьютером как ответы на вопросы, естественным образом возникшие уже в упоминавшейся работе. Почему, скажем, теплокровные животные, в частности млекопитающие, не могут быть такими же маленькими, как насекомые? Ответ напрашивается: потому что животным не хватало бы массы, чтобы сохранять достаточно тепла для поддержания постоянной температуры тела. Действительно, ведь теплоотдача во внешнюю среду пропорциональна поверхности тела, то есть квадратам размеров животного, а его масса пропорциональна кубам этих размеров. Иначе говоря, излучение энергии идет значительно быстрее накопления массы, а значит, необходим ее запас, обеспечивающий устойчивость существования особи. (Это, кстати, означает, что никакие гномы и тролли, Мальчики-с-пальчики, Дюймовочки, Карики и Вали и прочие миниатюрные демоны не могли бы существовать в природе дольше некоторого весьма малого по человеческим масштабам времени, к тому же быстро убывающего с уменьшением размеров существ.)