Прежде чем приступить к разработке воображаемой схемы, надо сперва разобраться в том, какой же вид энергии превращается мышцей в механическую энергию. В нашем распоряжении имеется восемь видов производительных энергий: термодинамическая, аэродинамическая, гидродинамическая, солнечная, атомная, ядерная, химическая, электрическая.

Для того чтобы мышца совершала работу, любой вид энергии должен быть превращён в механическую энергию, потенциальную (сжатая пружина) или кинетическую (летящая пуля).

Термодинамическая энергия для наших рассуждений не годится, так как превращение её в механическую обязательно требует изменения объёма рабочего тела, а объём расслабленной и сокращённой мышцы практически не меняется.

Аэродинамическая и гидродинамическая энергии также не подходят, так как для превращения их в механическую требуется циркуляция больших объёмов газов или жидкостей, которых в мышцах не наблюдается.

Атомная и ядерная энергии, сопровождающиеся выделением вредных лучеиспусканий, также исключаются.

Превращение химической энергии в механическую в основном возможно только с помощью отвергнутой нами термодинамики или через мембраны, путём непосредственного превращения химической энергии в электрическую.

Солнечная энергия также непосредственно превращается в электрическую.

Эти рассуждения позволяют сделать первый и важнейший вывод: для механизма мышечного сокращения природа могла выбрать только электрическую энергию, непосредственно превращающуюся в механическую.

Какие же силы могут действовать на молекулярном уровне протофибрилл? Силы гравитационного поля, силы ковалентных связей и силы электромагнитных полей. Гравитационные силы ничтожно малы, ими можно пренебречь, поэтому остаются только электрические силы взаимодействия между ионами. Других сил взаимодействия между молекулами на этом уровне существовать не может. Поэтому «гипотеза скольжения», выдвинутая зарубежным биологом Хаксли, нереальна и ошибочна, так как она не даёт научного объяснения перечисленным выше свойствам живой мышцы.

Вторым фактором, подтверждающим правильность нашего выбора электрической энергии, является пункт 1 нашего технического задания, где указано, что подъем груза сопровождается падением электрозаряда в мышце и каждой геометрической длине её соответствует определённый электрозаряд. Следовательно, имеется непосредственная связь между электроэнергией и работой мышцы.

Теперь ставим вопрос: как превратить электрическую энергию в механическую работу на молекулярном уровне? Электротехникой создано для этого много машин и механизмов различных типов. Но к мышцам, состоящим из молекул, их конструкция неприменима. Однако существуют приборы, позволяющие электроэнергию превратить в работу с помощью наэлектризованных молекул.

Таким механизмом является элементарный ученический электроскоп (рис. 36). Вы заряжаете электрозарядом лепестки бумаги или фольги, сложенной пополам, и кончики бумаги расходятся, так как одноимённые заряды Е — Е отталкиваются. Работа электрозарядов равна (за вычетом потерь) работе преодоления молекулярной упругости бумаги. Можно представить себе и более сложную схему. В четырехзвеннике (рис. 37) молекулы в виде шарниров А и В заряжены одноимёнными зарядами. Силы отталкивания между ними создают силу подъёма гири. Для получения этой силы мы ввели в схему два электрозаряда — А и В. Но такая силовая схема противоречит пункту 1 нашего технического задания, где эксперимент утверждает, что подъем груза сопровождается, наоборот, уменьшением заряда.

Рис. 36. Схема электроскопа: А — корпус, В — изолятор, С -шар, D — стержень, Е — лепестки.

Можно подобрать схему, отвечающую этой задаче. Для этого введём в схему многозвенника ещё электрозаряды— С и D противоположного знака по отношению к зарядам А и В. Выберем количество электрозарядов в точках А, В, С и D так, чтобы звенья нашего ромба находились в равновесии (пунктирная схема).

Теперь отнимем от молекул С и D по одному заряду, Тогда заряды D и С будут слабее отталкиваться друг от друга, и равновесие в фигуре нарушится. Для того чтобы восстановить равновесие, к точкам С и D надо приложить силу, способную поднять гирю, тогда во всех звеньях молекул вновь наступит равновесие.

Согласно закону сохранения энергии, работа, затраченная на подъем груза на высоту, будет равна энергии двух отнятых электрозарядов у С и D.

Такую схему можно рассчитать. Она полностью удовлетворяет требованию пункта 1 технического задания.

Рис. 37. Схема ромбоидального силового многозвенника: А и В — положительные заряды, С и D — отрицательные заряды.

Любопытно, что сжать в поперечном направлении этот силовой ромб мешают силы взаимоотталкивания зарядов А и В. Но как только мы перестанем сжимать ромб, силы противодействия нашим пальцам исчезают, так как все силы в ромбе уравновешены. Это свойство схемы отвечает требованию пункта 2.

Итак, предлагаемую ионную силовую электромолекулярную схему примем в качестве одного из рабочих вариантов для решения нашей задачи в целом.

Теперь перейдём к рассмотрению проектируемого нами предварительного механизма мышечного сокращения.

На рис. 38 изображена мышца (бицепс) руки человека. Для упрощения задачи первоначально заменим её схемой в виде геометрической фигуры шарнирного многозвенника удлинённого ромба. На углах по горизонтали сосредоточим скопление положительных ионов, по вертикали — отрицательных. Одноимённые заряды отталкиваются, а разноимённые притягиваются. Заряды 1 — 1 и 7-7 на углах ромба подобраны так, что все равнодействующие силы Кулона в многозвеннике уравновешиваются. По расчёту это наступает при условии, если положительные заряды содержат по одному заряду, а отрицательные по 7 зарядов и угол в вершине ромба равен 30° (отношение числа зарядов 1:7).

Рис. 38. Условная замена силовым ионным ромбоидальным многозвенникои мышцы руки человека.

Для того чтобы поднять гирю, надо согласно диаграмме (см. рис. 12) убавить число