Идеальная форма в природе, 8. Шар – идеальная форма
Smith College. Поэтому лист может быть весь покрыт искривлениями, а средняя кривизна окажется наименьшей. Немецкий биолог и художник Эрнест Геккель нарисовал сотни морских организмов , чтобы доказать наличие у них симметрии. В природе существуют пенопласты из разных материалов. Расскажите друзьям:.
Идеальное отражение, где сразу и не поймешь, где реальный мир, а где клон — зазеркалье. Цветок, на лепестках которого словно циркулем очерчен и заштрихован идеальный желтый круг.
Сахарный кубик оставил в молочной пенке капучино идеальный квадратный «колодец». Ровная площадка облака, сфотографированного с борта авиалайнера, которое в добавок имеет почти квадратную форму и ровные края. Невероятное совпадение. Оригинально «в пойманный» восход солнца с отсвечивающими лучами, в разные абсолютно симметричные стороны.
POE Send an email Похожие статьи. День святого Валентина: история и смысл романтического праздника Recompose — новый метод кремации человеческих тел Рольф Буххольц с пирсингом пениса Такая минимально искривленная поверхность разрезает пространство аккуратным лабиринтом коридоров и каналов — сетью. Это явление называют периодической минимальной поверхностью «периодическая» лишь означает, что эта структура повторяется вновь и вновь; другими словами, это постоянная последовательность.
Когда такие последовательности были обнаружены в XIX веке, они казались просто математическим курьезом. Но теперь мы знаем, что природа извлекает из них пользу. Клетки организмов различных видов, от растений до миног или крыс, обладают мембранами с подобными микроскопическими структурами.
Никто не знает, зачем они нужны, но они встречаются настолько часто, что логично предположить, что они выполняют какую-то полезную функцию.
Может быть, они отделяют один биохимический процесс от другого, упраздняя их взаимное влияние друг на друга. Или, возможно, они просто эффективны в качестве «рабочей поверхности», поскольку многие биохимические процессы протекают на мембранах, где могут находиться ферменты и другие активные молекулы.
Каковы бы ни были функции таких лабиринтов, вам не понадобятся сложные генетические инструкции для их строительства: законы физики сделают все за вас. У некоторых бабочек, таких как голубянка малинная, на крыльях есть чешуйки, в которых располагается аккуратный лабиринт из жесткого материала — хитина, — сформированный в виде определенной периодической минимальной поверхности под названием гироид.
Взаимодействие между неровностями на чешуйчатой поверхности крыльев приводит к тому, что волны определенной длины — то есть определенные цвета — исчезают, в то время как другие усиливают друг друга. Этот механизм влияет на окраску насекомого. Скелет морского ежа Cidaris rugosa — пористая совокупность ячеек в форме другого вида периодической минимальной поверхности. Это экзоскелет, который расположен снаружи мягких тканей организма, защитная раковина, на которой растут кажущиеся опасными колючки из того же минерала, который входит в состав мела и мрамора.
Открытая решетчатая структура указывает на то, что материал прочный, но при этом нетяжелый, — как пенометалл, который используется в авиастроительстве.
Чтобы создать упорядоченную конструкцию из твердого неподатливого минерала, эти организмы, по всей видимости, делают макет из мягкой гнущейся мембраны и затем кристаллизуют твердое вещество внутри одной из взаимопроникающих сетей. Другие существа могут использовать минеральную пену для более сложных задач. Из нее они выстраивают конструкции-«трельяжи», которые, как зеркала, могут направлять свет за счет особенностей его отражения от рельефа.
Сеть полых микроскопических каналов, напоминающих соты, в хитиновых щетинках необыкновенного морского червя морской мыши превращает эти волосоподобные структуры в природное оптическое волокно, которое может преломлять свет, благодаря чему цвет существа может измениться от красного до синевато-зеленого в зависимости от направления освещения. Изменение окраски помогает отпугивать хищников. Этот принцип использования мягких тканей и мембран в качестве макета для формирования упорядоченного минерального экзоскелета широко распространен среди морских обитателей.
Некоторые морские губки имеют экзоскелеты, сделанные из минеральных стержней, соединенных по принципу «паутинки» на детских площадках, и они невероятно напоминают формы, которые складываются при столкновении мыльных пузырей в пене, — и тут не может быть никаких разговоров о совпадениях, поскольку архитектуру диктует поверхностное натяжение.
Подобные процессы, известные как биоминерализация, дают впечатляющий результат в таких морских организмах, как лучевики и диатомеи.
У некоторых из них встречаются аккуратно выстроенные экзоскелеты, состоящие из минеральных ячеек в виде гексагонов и пентагонов: их можно назвать морскими сотами. Когда немецкий естествоиспытатель и талантливый художник Эрнст Геккель впервые увидел эти формы в микроскоп в конце XIX века, он сделал их главным украшением своего собрания рисунков под названием «Красота форм в природе», которое сильно повлияло на художников начала XX века и до сих пор вызывает восхищение.
Для Геккеля эти конструкции были доказательством фундаментальной креативности природы — предпочтение порядка и узоров, встроенное в сами законы естества. Даже если сегодня мы не разделяем эту теорию, что-то есть в этой убежденности Геккеля в том, что упорядоченность — это неудержимый импульс живого мира, и мы по праву можем считать его прекрасным. Полезные статьи Пчелы-архитекторы или почему природа создает шестиугольники. Пчелы-архитекторы или почему природа создает шестиугольники При достаточной наблюдательности в живой природе легко обнаружить строгую геометрию.
Она богата каротиноидами, а также витаминами С и К, что делает её не только красивой, но и здоровой пищей. На протяжении тысяч лет люди удивлялись идеальной гексагональной форме сот и спрашивали себя, как пчелы могут инстинктивно создать форму, которую люди могут воспроизвести только с помощью циркуля и линейки.
Как и почему пчелы имеют страстное желание создавать шестиугольники?
Математики считают, что это идеальная форма, которая позволяет им хранить максимально возможное количество меда, используя минимальное количество воска. В любом случае, все это продукт природы, и это чертовски впечатляет.
Подсолнухи могут похвастаться радиальной симметрией и интересным типом симметрии, известной как последовательность Фибоначчи.
Последовательность Фибоначчи: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, и т. Если бы мы не спешили и подсчитали количество семян в подсолнухе, то мы бы обнаружили, что количество спиралей растет по принципам последовательности Фибоначчи. В природе есть очень много растений в том числе и брокколи романеско , лепестки, семена и листья которых отвечают этой последовательности, поэтому так трудно найти клевер с четырьмя листочками.
Но почему подсолнечник и другие растения соблюдают математические правила? Как и шестиугольники в улье, все это — вопрос эффективности. Помимо растений, некоторые животные, например Наутилус, отвечают последовательности Фибоначчи. Раковина Наутилуса закручивается в «спираль Фибоначчи». Раковина пытается поддерживать одну и ту же пропорциональную форму, что позволяет ей сохранять её на протяжении всей жизни в отличие от людей, которые меняют пропорции на протяжении жизни.
Не все Наутилусы имеют раковину, выстроенную по правилам Фибоначчи, но все они отвечают логарифмической спирали. Прежде, чем вы позавидуете моллюскам-математикам, вспомните, что они не делают этого специально, просто такая форма наиболее рациональна для них.
Большинство животных имеют двустороннюю симметрию, что означает, что они могут быть разделены на две одинаковых половинки. Даже люди обладают двусторонней симметрией, и некоторые ученые полагают, что симметрия человека является наиболее важным фактором, который влияет на восприятие нашей красоты.
Другими словами, если у вас однобокое лицо, то остается надеяться, что это компенсируется другими хорошими качествами. Некоторые доходят до полной симметрии в стремлении привлечь партнера, например павлин. Дарвин был положительно раздражен этой птицей, и написал в письме, что «Вид перьев в хвосте павлина, всякий раз, когда я смотрю на него, делает меня больным!
Он был в ярости, пока не придумал теорию полового отбора, которая утверждает, что животные развивают определенные функции, чтобы увеличить свои шансы на спаривание.
