Задание №178054: Турнир Ломоносова 2007

6. Какие Вы знаете природные и искусственные лабиринты? Как они
образовались? С какой целью лабиринты создавались людьми?
Комментарий. Лабиринт — достаточно частный случай двухфаз-
ной системы, когда у вас есть среда, заполненная одним состоянием
вещества, и в ней есть некоторые пространственно-выделенные обла-
сти, заполненные другим состоянием вещества. То есть сосуществова-
ние двух фаз в заданной области. Вообще говоря, любая такая система
может быть названа лабиринтом, даже если это просто система пустот,
например, какое-то пористое тело.
Как они образуются? Если вы, исходя из общего определения,
посмотрите внимательно вокруг себя, вы поймёте, что лабиринтами
является практически большинство вещей, которые нас окружают.
Например, кресло. Взять его обивку — это сочетание нитей, пустот
между ними, и т. д. Возьмите всё это здание (имеется ввиду зда-
ние МГУ, где проводился разбор заданий конкурса по астрономии) в
целом — опять таки сочетание стен, переходов, пустот, перекрытий,
зала, где мы с вами сидим, и т. д. Всё это — типичные лабиринты.
Вообще говоря, как только в какой-то однородной среде появляются
неоднородности (кристаллики льда, капельки воды, частички осадка,
образовавшиеся в результате химической реакции, пузырьки пара, ...),
мы можем назвать получившуюся структуру лабиринтом. (Эти неодно-
родности могут между собой тем или иным образом соединяться.)
В качестве несколько необычного примера лабиринта рассмотрим
процесс возникновения грозовой молнии. У нас есть область воздуха,
в которой как-то распределены водяные капли. Плюс к этому грозовое
облако пронизывается треками частиц космического излучения, кото-
рые дают слабую ионизацию в разных случайных направлениях (при-
мерно как в стогу сена соломинки натыканы).
Эти треки живут очень недолго. И если в какой-то прекрасный
момент случится так, что две противоположно заряженные области в
грозовом облаке соединятся через систему этих треков и капелек (про-
изойдёт такое «замыкание»), то тогда через этот сложный очень изви-
листый путь может произойти разряд двух частей грозового облака, и
возникнет молния — такая, как мы её наблюдаем. Понятно, почему она
очень извилистая. Понятно также, что эту систему — когда в облаке
есть капельки, которые постоянно падают, и треки частиц, которые
142

их постоянно пересекают случайным образом, вообще говоря, вполне
можно назвать лабиринтом. Одной из реализаций пути в этом лаби-
ринте и становится трек молнии.
Пример биологической системы — кровеносная система животных.
Опять-таки, типичный лабиринт для микроорганизмов меньшего раз-
мера. Кровеносная система, как вы знаете, начинается в сердце, сначала
идут крупные сосуды, потом они разветвляются до капилляров, прони-
зывают всю живую ткань организма потом они опять собираются из
венозных капилляров в крупные сосуды и возвращаются в сердце. Эта
система действительно очень хорошо иллюстрирует все признаки лаби-
ринта — и пространственную разветвлённость, и переход от крупных
систем к мелким с последующим сбором.
Наиболее известные природные лабиринты, которые все вспоминают
сразу, когда говорят о лабиринтах природного происхождения — это,
конечно, пещеры. Пещеры чаще всего образуются в слоях известняка.
Это осадочные породы, они образовались на дне древних морей и оке-
анов из остатков умерших животных, обладавших известковыми пан-
цирями — ракушки, моллюски и т. д. Они спрессовались — получились
толщи известняка. И когда эта порода вышла из океана на поверхность
земли и находится здесь в виде известняковых меловых гор, то те дожди
и та вода, которая попадает на них сверху, проникает через трещины —
она начинает их размывать и растворять. В зависимости от того, как
сложились трещины в этих породах, и как интенсивно поступает туда
вода, дальше идёт процесс размывания и начинают образовыватьсякар-
стовые пещеры.
Система трещин — тоже пример естественного лабиринта. Любую
систему пор, например вулканический туф — пористый материал при-
родного происхождения, также можно рассматривать как лабиринт.
Карстовые явления названы так по названию места, где такие
явления очень распространены, — альпийское плато Крас в Словении
(там расположена всемирно известная пещера Постойнска-Яма). Много
интересных карстовых пещер находится в Крымских горах.
Человечествосейчас уже понимает, что любые природные явления —
это вещь красивая, нужная и доходная при правильной организации
дела. Поэтому большинство пещер, которые достойны посещения, уже
оборудованы к культурному посещению. И вы можете, заплатив уме-
ренные деньги, их посмотреть. Но это больше относится к европейским
странам. В России тоже очень много таких пещерных образований —
к сожалению, немногие из них достаточно оборудованы к безопасному
и культурному посещению. Но, всё впереди.
143

Известен один интересный пример пещеры, образовавшейся не в
результате размывания пород водой, а в результате вулканического
процесса. Эта пещера находится на острове Тенериф (Канарских ост-
рова). Что там происходило? Обычное магматическое извержение вул-
кана, шёл поток лавы. Дальше, если лава достаточно жидкая, она
течёт быстро, выглядит это как огненная река расплавленного мате-
риала, у неё есть стационарное русло. И поток течёт в этом русле.
Соответственно, внешние края начинают немножечко остывать, ста-
новятся более вязкими. И получается такая система самопостроения
ложа: внешние края становятся вязкими и останавливаются — а посе-
редине наиболее горячая и наиболее жидкая часть. И вот края этого
потока и верхняя часть остыли и затвердели, а внутренняя часть, жид-
кая, стекла вниз — образовалась туннелеобразная пустота — пещера.
Естественно, сейчас она уже тоже полностью окультурена, там имеется
кинозал, кафе. Получился очень интересный туристический объект.
Ещё один пример — это карстовый лабиринт в центре Будапешта.
Будапешт — город, состоящий из двух частей. Высокая часть — Буда —
это типичная известняковая гора на берегу Дуная. Нижняя часть —
Пешт — равнинная, на другом берегу Дуная. Раньше это было два
города, затем они слились в единый город Будапешт.
И вот в этой меловой (известняковой) горе имеется большое коли-
чество мощных карстовых промоек. В том числе достаточно крупные
для подземных путешествий пустоты, расположенные под централь-
ной исторической частью города. Туда ведёт очень поэтический вход...
Через резную дверку спускаешься вниз по лесенке и оказываешься в
каких-то таких подземных дворцах. Там сейчас очень симпатичный
музей. Там есть план подземелий — он очень такой запутанный, там
масса всяких ответвлений, тупиков... Посещение доставляет большое
удовольствие.
Это что касается естественных лабиринтов.
Теперь поговорим об искусственных лабиринтах.
Мы с вами, как вы знаете, произошли от обезьян. Которые, при
наступлении ледникового периода слезли с деревьев и начали искать
себе убежище. Совершенно естественно, что убежищами стали близ-
лежащие пещеры естественного происхождения. И мы с вами (точнее,
наши предки) некоторое время жили в пещерах — почему мы с вами их
так любим с тех пор.
И прятались там от холода, хищников, налоговых инспекторов и
других внешних факторов. Кстати, трансформированная доисториче-
ская пещера — это все дома, в которых мы сейчас живём. Это искус-
144

ственные стены, дверь, логово в виде какой-нибудь софы, система отоп-
ления и т. д. Это просто не более чем техническое усовершенствование
древних пещер.
Когда люди стали осваивать пещеры, стали залезать в эти карсто-
вые системы, обнаружили, что они бывают очень сложными по своей
структуре. Сложность этой структуры определяется течением тех вод-
ных потоков, которые их размывали. Они действительно могут быть
фантастически сложными. Рекордные пещеры естественного происхож-
дения бывают несколько километров длиной, на разных уровнях и т. д.
Спелеология — это отдельная отрасль человеческой деятельности, отча-
сти наука, отчасти — спорт.
Когда это было не удовольствием, а жизненной необходимостью,
люди обнаружили, что они достаточно сложны. Исторически с тех пор
сохранилось наше доисторическое воспоминание о сложных, тёмных,
таинственных закоулках в таком мифе, как миф о Минотавре. И, соот-
ветственно, лабиринт.
Согласно древнегреческому мифу, на Крите жил царь Минос. У него
был в домашнем хозяйстве лабиринт, он туда кого-то заманивал из
каких-то корыстных соображений. В лабиринте у него сидел мино-
тавр — такое чудовище с телом человека и головой быка, которое
кушало кого надо. И, соответственно, кто туда попадал, тот оттуда
не выходил. Всё замечательно. И вот нашёлся очередной герой, кото-
рый был слишком умный, взял у своей подруги Ариадны верёвочку,
пошёл по верёвочке, с Минотавром договорился, вернулся по верёвочке
обратно.
Наиболее вероятным реальным основанием этого мифа является
Кносский дворец на Крите, который имел очень разветвлённую по тем
временам инженерную структуру. Конечно, если Кносский дворец срав-
нить со зданием МГУ, то это здание выиграет — и по масштабам, и
по структурированности помещений. Но это здание построено, грубо
говоря, вчера, а Кносский дворец — несколько тысяч лет назад.
И вот, люди поняли, что это всё достаточно интересно, и начали
создавать лабиринты искусственно.
В первую очередь это сооружения сакрального назначения, то
есть когда человеку нужно подчеркнуть какую-то значимость чего-то.
Чтобы тот, кто будет посетителем, вошёл и понял, что он не зря сюда
вошёл, что здесь нужно вести себя хорошо, нужным образом и почитать
того, кого положено.
Соответственно, моделью лабиринта являются любые храмовые
сооружения. Вы входите в какие-то врата, там какие-то помещения
145

так, какие-то помещения так — в разных конфессиях разные правила
построения. Но каждый раз это очень впечатляет.
Ну а если взять современность, то опять-таки, исходя из общего
принципа пространственной неоднородности, можно привести такие
примеры лабиринтов, как современные города с системами улиц, совре-
менный метрополитен и все подземные системы сооружений, и т. д.
Есть виртуальные лабиринты. Например, трассы самолётов, нане-
сённые на карту — типичный виртуальный лабиринт.
Непонятно, естественным или искусственным лабиринтом считать,
например, муравейник. Или норы животных. Например лисьи — из
которых на всякий случай всегда есть несколько выходов. Или мыши-
ные системы — там много уровней, в одной комнатке зерно такое-то,
в другой комнатке — орешки такие-то. Мыши — очень хозяйственные
животные, у них очень сложная система нор. Со всеми выходами, одно
помещение у неё для того, чтобы поспать, другое — для того, чтобы
поесть... Вот всё в полном порядке.
Декоративные лабиринты — садовые и орнаментальные. Пример
садового лабиринта хорошо описан в произведении Джерома Клапки
Джерома (1859–1927) «Трое в лодке, не считая собаки» — герои этого
произведения как раз в таком зелёном лабиринте заблудились.
Такого рода лабиринты вы можете наблюдать, например, в Версале.
Это типичные декоративные лабиринты из кустиков, деревьев.
На Соловецких островах есть лабиринты, выложенные из больших
валунов. Похожие древние сооружения есть и в других северных стра-
нах — на севере Норвегии, в Финляндии. Это — искусственные соору-
жения демонстративного характера.
Военные лабиринты. Мины и контрмины. До тех пор, пока не была
развита артиллерия, люди строили крепости. Крепостная стена — и не
залезешь! А если залезешь — сверху что-нибудь сбросят или польют.
Крепость — очень серьёзное сооружение доартиллерийской эпохи. Как
с ним бороться? Начали копать мины. Мина (значение слова той исто-
рической эпохи) — это такой тайный ход, который противник копает
под стену, туда закладывает порох, взрывает. Стена рушится. Это тоже
лабиринт, подземный ход. А как только начали делать мины — стали
строить и контрмины — подземные ходы из крепости наружу под кре-
постные стены. И как только слышат, что там копают враги, — им
навстречу суют несколько мешков пороху и взрывают.
Потом, соответственно, стали делать бункеры и всякие другие инте-
ресные военные сооружения под землёй.
146