Natūralūs geometriniai raštai arba raštai atrodo kaip pasikartojančios formos, kurias kartais galima apibūdinti arba pavaizduoti matematiniais modeliais.
Geometrija gamtoje ir gyvenime būna įvairių formų, tokių kaip simetrija, spiralės ar bangos.
Istorija
Pirmą kartą senovės graikų filosofai ir mokslininkai – Pitagoras, Empedoklis ir Platonas – ėmėsi gamtos geometrijos klausimų. Analizuodami nuspėjamų arba idealių augalų ir gyvūnų geometrinių formų pavyzdžius, jie bandė parodyti tvarką ir simetriją gamtoje.
Šiuolaikiniai bandymai tyrinėti geometriją gamtoje prasidėjo XIX amžiuje belgų fizikui Joseph Plateau, kuris sukūrė minimalaus muilo burbulo paviršiaus koncepciją. Pirmieji šiuolaikiniai bandymai pirmiausia buvo sutelkti į idealių ir nuspėjamų geometrinių formų demonstravimą, o vėliau nukreipta į modelių, numatančių geometrijos atsiradimą ir pasireiškimą gamtoje, kūrimą.
XX amžiuje matematikas Alanas Turingas dirbo ties morfogenezės mechanizmais, kurie paaiškina gyvūnų atsiradimąįvairūs raštai, juostelės, dėmės. Šiek tiek vėliau biologas Aristide'as Lindenmeieris kartu su matematiku Benoit Mandelbrot baigs darbą su matematiniais fraktalais, kurie pakartojo kai kurių augalų, įskaitant medžius, augimo modelius.
Mokslas
Šiuolaikiniai mokslai (matematika, fizika ir chemija), pasitelkdami technologijas ir modelius, stengiasi ne tik paaiškinti, bet ir nuspėti gamtoje aptinkamus geometrinius raštus.
Daugelio gyvų organizmų, tokių kaip povai, kolibriai ir jūros kriauklės, forma ir spalva yra ne tik gražios, bet ir geometriškai teisingos, o tai traukia mokslininkų smalsumą. Grožis, kurį stebime gamtoje, gali atsirasti natūraliai, matematiškai.
Pastebėti gamtos modeliai matematikoje paaiškinami chaoso teorija, kuri veikia su spiralėmis ir fraktalais. Tokie modeliai paklūsta fizikos dėsniams, be to, fizika ir chemija, naudodamos abstrakčią matematiką, numato kristalų formas – tiek natūralių, tiek dirbtinių.
Biologija geometriją gamtoje aiškina natūralia atranka, kur tokias įprastas charakteristikas kaip dryžiai, dėmės, ryškios spalvos galima paaiškinti būtinybe maskuoti arba siųsti signalus.
Raštų tipai
Gamtoje yra daug pasikartojančių raštų, kurie atsiranda įvairiomis geometrinėmis formomis. Žemiau rasite pagrindinių geometrijos dėsningumų gamtoje tipus, nuotraukas ir jų aprašymus.
Simetrija. Ši geometrinė figūra yra viena iš labiausiai paplitusių gamtoje. Dažniausiai pasitaiko gyvūnamsveidrodinė simetrija – drugeliai, vabalai, tigrai, pelėdos. Jo taip pat yra augaluose, tokiuose kaip klevo lapai ar orchidėjų žiedai. Be to, simetriška geometrija gamtoje gali būti radialinė, penkių spindulių arba šešių kartų, kaip snaigės.
Fraktalai. Matematikoje tai yra į save panašios konstrukcijos, kurios yra begalinės. Gamtoje tokios begalinės savaime pasikartojančios formos aptikti neįmanoma, todėl fraktalų raštų aproksimacijos gamtoje vadinamos geometriniais fraktalais. Tokią geometriją gamtoje galima pastebėti paparčio lapuose, brokoliuose, ananasų vaisiuose.
Spiralės. Šios formos ypač paplitusios tarp moliuskų ir sraigių. Mokslininkai kosmose stebi spiralines formas, pavyzdžiui, spiralines galaktikas. Spiralė vadinama auksiniu Fibonačio pjūviu.
Meanders. Dinaminių sistemų atsitiktinumas matematikoje pasireiškia gamtoje tokiomis formomis kaip vingiai ir srautai. Natūrali geometrija yra nutrūkusios arba gana lenktos linijos, pvz., upės tėkmės, forma.
Bangos. Jas sukelia oro, vėjo srovių sutrikimai ir judėjimas, plintantis tiek per orą, tiek per vandenį. Gamtoje tai ne tik jūros bangos, bet ir dykumos kopos, kurios gali suformuoti geometrines figūras – linijas, pusmėnulius ir paraboles.
Mozaika. Sukurta kartojant tuos pačius elementus ant paviršiaus. Mozaikinė geometrija laukinėje gamtoje randama bitėse: jos statokorių avilys – pasikartojančios ląstelės.
Raštų formavimas
Biologijoje geometrinė spalva susidaro dėl natūralios atrankos proceso. Dar XX amžiaus viduryje Alanas Turingas sugebėjo apibūdinti gyvūnų spalvos dėmių ir juostelių atsiradimo mechanizmą – jis pavadino tai reakcijos-difuzijos modeliu. Tam tikrose kūno ląstelėse yra genų, kuriuos kontroliuoja cheminės reakcijos. Morfogenas sukelia tamsaus pigmento odos plotų (dėmių ir juostelių) susidarymą. Jei morfogeno yra visose odos ląstelėse – gaunama panteros spalva, jei netolygiai – įprastas dėmėtasis leopardas.
