Pola atau pola geometris alami muncul sebagai bentuk berulang yang terkadang dapat digambarkan atau diwakili oleh model matematika.
Geometri di alam dan kehidupan hadir dalam berbagai bentuk dan bentuk, seperti simetri, spiral, atau gelombang.
Sejarah
Untuk pertama kalinya, para filsuf dan ilmuwan Yunani kuno - Pythagoras, Empedocles, dan Plato - mengajukan pertanyaan tentang geometri di alam. Dengan menganalisis contoh bentuk geometris yang dapat diprediksi atau ideal pada tumbuhan dan hewan, mereka mencoba menunjukkan keteraturan dan simetri di alam.
Upaya modern untuk mempelajari geometri di alam dimulai pada abad ke-19 dengan upaya fisikawan Belgia Joseph Plateau, yang mengembangkan konsep permukaan minimum gelembung sabun. Upaya modern pertama pertama-tama berkonsentrasi pada mendemonstrasikan bentuk geometris yang ideal dan dapat diprediksi, dan kemudian beralih ke pengembangan model yang memprediksi penampilan dan manifestasi geometri di alam.
Pada abad ke-20, matematikawan Alan Turing mengerjakan mekanisme morfogenesis, yang menjelaskan penampakan pada hewanberbagai pola, garis, bintik-bintik. Beberapa saat kemudian, ahli biologi Aristide Lindenmeier, bersama dengan ahli matematika Benoit Mandelbrot, akan menyelesaikan pekerjaan pada fraktal matematika yang mengulangi pola pertumbuhan beberapa tanaman, termasuk pohon.
Ilmu
Ilmu modern (matematika, fisika, dan kimia), dengan bantuan teknologi dan model, mencoba tidak hanya menjelaskan, tetapi juga memprediksi pola geometris yang ditemukan di alam.
Bentuk dan warna banyak organisme hidup, seperti burung merak, burung kolibri, dan kerang laut, tidak hanya indah, tetapi juga benar secara geometris, yang menarik keingintahuan para ilmuwan. Keindahan yang kita amati di alam dapat disebabkan secara alami, secara matematis.
Pola alami yang diamati dalam matematika dijelaskan oleh teori chaos, yang bekerja dengan spiral dan fraktal. Pola seperti itu mematuhi hukum fisika, selain itu, fisika dan kimia, menggunakan matematika abstrak, memprediksi bentuk kristal, baik alami maupun buatan.
Biologi menjelaskan geometri di alam melalui seleksi alam, di mana karakteristik reguler seperti garis-garis, bintik-bintik, warna-warna cerah dapat dijelaskan dengan kebutuhan untuk menutupi atau mengirim sinyal.
Jenis pola
Di alam, ada banyak pola berulang yang muncul dalam berbagai bentuk geometris. Jenis-jenis keteraturan dasar geometri di alam, foto dan deskripsinya dapat ditemukan di bawah ini.
simetri. Bentuk geometris ini adalah salah satu yang paling umum di alam. Paling umum pada hewansimetri cermin - kupu-kupu, kumbang, harimau, burung hantu. Itu juga ditemukan pada tanaman, seperti daun maple atau bunga anggrek. Selain itu, geometri simetris di alam dapat berbentuk radial, lima sinar atau enam kali lipat, seperti kepingan salju.
Fraktal. Dalam matematika, ini adalah konstruksi serupa diri yang tak terbatas. Di alam, tidak mungkin untuk mendeteksi bentuk berulang yang tak berujung seperti itu, oleh karena itu, perkiraan pola fraktal disebut fraktal geometris di alam. Geometri seperti itu dapat diamati di alam pada daun pakis, brokoli, buah nanas.
Spiral. Bentuk-bentuk ini sangat umum di antara moluska dan siput. Para ilmuwan mengamati bentuk spiral di luar angkasa, misalnya galaksi spiral. Spiral disebut rasio emas Fibonacci.
Meander. Keacakan sistem dinamis dalam matematika memanifestasikan dirinya di alam dalam bentuk seperti liku-liku dan arus. Geometri alam berbentuk garis putus-putus atau agak melengkung, seperti aliran sungai.
Gelombang. Mereka disebabkan oleh gangguan dan pergerakan udara, arus angin, menyebar baik melalui udara maupun melalui air. Di alam, ini bukan hanya gelombang laut, tetapi juga bukit pasir gurun, yang dapat membentuk bentuk geometris - garis, bulan sabit, dan parabola.
Mosaik. Dibuat dengan mengulangi elemen yang sama di permukaan. Geometri mosaik pada satwa liar ditemukan pada lebah: mereka membangunsarang sarang lebah - sel berulang.
Pembentukan pola
Dalam biologi, pembentukan warna geometris terjadi karena proses seleksi alam. Kembali pada pertengahan abad ke-20, Alan Turing berhasil menggambarkan mekanisme munculnya bintik-bintik dan garis-garis pada warna hewan - ia menyebutnya model reaksi-difusi. Sel-sel tubuh tertentu mengandung gen yang dikendalikan oleh reaksi kimia. Morfogen mengarah pada pembentukan area kulit dengan pigmen gelap (bintik-bintik dan garis-garis). Jika morfogen ada di semua sel kulit - warna panther diperoleh, jika ada tidak merata - macan tutul tutul biasa.
