Экскурс в лабиринтологию

Внимательный читатель, вероятно, заметил, что пещеры-лабиринты встречаются среди многих подклассов эндогенных (флюационные), экзогенных (коррозионные, пиролизионные) и антропогенных (экскавационные, конструкционные) полостей. Настало время раскрыть тайну происхождения этого названия и поговорить о некоторых особенностях лабиринтов.

Принято считать, что впервые лабиринт упоминается в древнегреческом мифе о Дедале и Икаре. Согласно версии, пересказанной Овидием, изобретатель древности Дедал прославился как строитель Кносского дворца-лабиринта. Кносский дворец действительно существовал, но был разрушен во время войны, а затем засыпан пеплом после вулканического извержения 1520 г. до н. э., и раскопки археолога Эванса в 1893-1920 гг. подтвердили эту легенду. Согласно Овидию, в Кносском лабиринте был спрятан полубык-получеловек Минотавр, которому отдавали на растерзание самых красивых юношей и девушек. Но место ли быку во дворце, когда рядом с ним находится довольно запутанная Скотина пещера, а на печатях и монетах минойской эпохи часто встречаются изображения лабиринта-спирали. Может быть, именно в ней афинский герой Тесей распутывал нить Ариадны?

Лабиринты строили не только на Крите. Со времен XII династии египетских фараонов (1 тыс. до н. э.) сооружались пирамиды с замысловатыми над- и подземными коридорами. На сегодняшний день известно более 60 пирамид с лабиринтами. Эти находки не внесли ясности в этимологию слова: по одной версии Лабир - божество Лабиринта, по другой - двойной топор "лабрис", изображения которого встречаются на стенах Кносского дворца, по третьей - тронное имя царя Аменемхета III. Свою лепту в лабиринтологию внес и писатель Л. Фейхтвангер. В романе "Лже-нерон" он описал лабиринт в Месопотамии, в бассейне р. Евфрат. В скалах на берегу р. Скирт в I в. до н. э. было высечено более 3 тысяч пещер, соединяющихся между собой извилистыми ходами, хаосом лестниц и галерей. В ближней его части располагался храм Тараты с приапическими символами. В дальней - обитал бог-бык Лабир, а позднее располагалась усыпальница древних царей...

Современные изыскания археологов и историков показали, что схема лабиринта-спирали восходит к неолиту, повторяется в оборонительных сооружениях Древней Греции, упоминается в древнесаксонских и финских сагах, воплощается в крепостных сооружениях Новгорода Великого и тольтекского царства. Лабиринты-квадраты сооружались в Англии в XI- XII вв. н. э. Предание рассказывает, что король Генрих II приказал соорудить лабиринт из живых растений в Виндстокском замке. В центре его, подальше от любопытных взглядов, он спрятал в беседке свою возлюбленную - Розамунду Прекрасную. Но его супруга, Элеонора Аквитанская, использовав нить Ариадны, проникла в лабиринт и заставила несчастную Розамунду принять яд... По сей день незадачливых туристов смущает лабиринт при дворце Вильгельма Оранского, сооруженный в 1690 г. в Хемптон-Корте (Англия). В 1826 г. шотландский утопист Р. Оуэн, эмигрировав в Америку, основал в штате Индиана городок Новая Гармония. Лабиринт из кустарников, сооруженный перед протестантской церковью, символизирует змееподобные извивы греха и трудности удержания на праведном пути. Наконец, уже во второй половине XX в. греческий бизнесмен Г. Ламбридис построил на о-ве Крит точную копию Дедалова лабиринта с электрическим светом, сигнализационной системой для заблудившихся и, конечно, электронным Минотавром...

С детства нам знакомы строки из бессмертного романа Марка Твена "Приключения Тома Сойера": " Пещера Мак-Дугала была обширным лабиринтом извилистых кривых коридоров, сходившихся и вновь расходившихся, но не имеющих выхода. В этой путанице трещин, расселин и провалов можно было бродить дни и ночи, спускаться все глубже и глубже и всюду находить одно и то же - лабиринт под лабиринтом. Ни один человек не мог похвастаться, что "знает" пещеру; узнать ее было невозможно ". И, может быть, поэтому первая ассоциация, которая возникает при слове пещера,- это "лабиринт" и связанная с ним опасность заблудиться.

Надежная (на первый взгляд) рекомендация содержится в "Справочнике туриста" Бориса Котельникова (1940): следует, уходя в лабиринт, тянуть за собой шпагат или толстую нитку. Но посмотрим, что говорит об этом топология - раздел математики, изучающий наиболее общие свойства пространств. Прохождение лабиринта - одна из частных задач топологии. Если имеется план лабиринта, то выход из любой его точки найти легко - надо зачеркнуть карандашом все тупиковые ходы. А если плана нет? Вероятно, еще древним грекам было известно "правило одной руки": двигаясь по лабиринту, надо все время касаться правой или левой рукой его стены. Придется пройти долгий путь, заходя во все тупики, но в итоге цель будет достигнута, хотя часть лабиринта, занимающая островное положение, останется непосещенной (рис. 43 Б).

Чтобы попасть в центр сложного, многосвязного лабиринта или выйти из него, следует применить более общий метод, разработанный еще в 1882 г. французским математиком Тремо. Он предлагает следующие правила: выйдя из любой точки лабиринта, надо сделать отметку на его стене (крест) и двигаться в произвольном направлении до тупика или перекрестка; в первом случае вернуться назад, поставить второй крест, свидетельствующий, что путь пройден дважды - туда и назад, и идти в направлении, не пройденном ни разу, или пройденном один раз; во втором - идти по произвольному направлению, отмечая каждый перекресток на входе и на выходе одним крестом; если на перекресте один крест уже имеется, то следует идти новым путем, если нет - то пройденным путем, отметив его вторым крестом. Зная алгоритм Тремо, можно скорректировать поведение легендарного Тесея. Вдохновленный подарком любимой Ариадны, он уверенно идет по лабиринту. Вдруг перед ним возникает ход, по которому уже протянута нить... Что делать? Ни в коем случае не пересекать ее, а вернуться по уже известному пути, сдваивая нить, пока не найдется еще один непройденный ход (рис. 43). Значит, и нитью под землей надо пользоваться умеючи...

Лабиринтология, базирующаяся на теоретических основах топологии и реальных планах естественных и искусственных лабиринтов, используется психологами для изучения поведенческих реакций человека и животных. Муравьи после короткого обучения легко преодолевают лабиринт с 10 разветвлениями (очевидно потому, что любой муравейник - объемный лабиринт...). Несколько медленнее и с большим количеством проб и ошибок работают люди. "Большие лабиринты" (рис. 44) используются в авиации, при подготовке космонавтов и в других случаях, требующих концентрации внимания.

Лабиринты используют и разработчики вычислительных машин. Один из первых самообучающихся роботов получил имя "Тесей". Его сконструировал сотрудник Массачусетского технологического института К. Шеннон. Применив один из вариантов алгоритма Тремо, "Тесей" сперва обследует весь лабиринт, а затем (во второй раз) проходит весь путь значительно быстрее, избегая участков, пройденных дважды. Позднее научились создавать роботов, "умеющих" переносить опыт, полученный в одном лабиринте, на любые другие, топологически эквивалентные (то есть не меняющие взаимного расположения узлов при растяжении, сжатии, изгибе).

...И все же математика слабо помогает под землей. Как же действует спелеолог, попадая в сложный лабиринт? Прежде всего, используя метод проб и ошибок, он пытается разбить лабиринт на части, выделяя съемочными ходами повышенной точности отдельные полигоны. Все пространство внутри них затем легко "заполняется" менее квалифицированными съемщиками. Для прокладки магистральных ходов используется вся имеющаяся объективная информация - ориентировка ходов, их форма и размеры, залегание пород, наличие маркирующих горизонтов (прослоев глин и пр.), обводненность, движение воздуха и пр. После того как план лабиринта создан, можно прокладывать наиболее удобные пути для быстрого продвижения в его дальние части, наметить места для базовых лагерей и т. д. Прохождение лабиринтов, уверенная работа в них - не столько наука, сколько искусство.

Интересно, что говорит об опасности заблудиться статистика. По данным Контрольно-спасательной службы, за 30 лет (1965-1995 гг.) в пещерах Крыма произошло 34 несчастных случая. И только 4 из них (12%) произошли в лабиринте Красной и в глыбовом навале Скельской пещер. Опытные спелеологи знают, что наиболее опасны в этом отношении именно глыбовые навалы: протиснувшись в узкую щель, не всегда можешь найти ее при возвращении... И здесь не зазорно использовать "нить Ариадны", не забывая только сматывать ее на обратном пути, чтобы не разводить плесень.

Естественные лабиринты несут не только математическую, но и геологическую информацию. К любому перекрестку может подходить четное (Х-образное) или нечетное (Т-образное пересечение) количество ходов. Спелеолог В. Н. Андрейчук использовал эту особенность лабиринтов для выяснения условий их заложения. Оказалось, что участки пещер Подолии с разными типами пересечений маркируют тектонические блоки разного характера. В. А. Шипунова выполнила такую же работу в объемном лабиринте Ближней части Красной пещеры. Эти исследования помогли выявить зоны повышенной трещиноватости и связать их с особенностями обводнения пещеры. Так лабиринтология служит человеку.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: