Да природа следи иста једноставна правила, увек изнова, јер математика подупире основне законе физичког света. То би значило да је математика постојала у природи много пре него што су је људи измислили, каже филозоф Сем Барон са Аустралијског католичког универзитета.
Природа је незаустављива сила, и то прелепа. Где год да погледате, свет природе је прожет запањујућим обрасцима који се могу описати математиком. Од пчела до крвних судова, од папрати до очњака, математика може да објасни како настаје таква лепота. Математика се често описује као језик или алат који су људи створили да са прецизношћу описују свет око себе.
(Pixabay)
Али постоји још једна школа мишљења која сматра да је математика заправо оно од чега је свет направљен. Да природа следи иста једноставна правила, увек изнова, јер математика подупире основне законе физичког света. То би значило да је математика постојала у природи много пре него што су је људи измислили, каже филозоф Сем Барон са Аустралијског католичког универзитета: „Ако математика објашњава толико ствари које видимо око себе, онда је мало вероватно да је математика нешто што смо ми створили”. Уместо тога, ако размишљамо о математици као о суштинској компоненти природе која даје структуру физичком свету, као што Барон и други сугеришу, то би нас могло подстаћи да преиспитамо своје место у њему уместо да уживамо у сопственој креативности.
Оваква размишљања датирају још од грчког филозофа Питагоре (~575 -475. п. н. е.), који је први математику дефинисао као један од два језика који могу да објасне архитектуру природе. Други је музика. Сматрао је да су све ствари направљене од бројева, да је Универзум створен од математике, наводи професор Барон.
Зашто карфиол изгледа тако савршено (Pixabay)
Више од два миленијума касније, научници се и даље труде да открију где и како се појављују математички обрасци у природи, како би одговорили на нека велика питања – на пример, зашто карфиол изгледа необично савршено. „Провели смо много сати махнито растављајући цветове карфиола, бројећи их, мерећи углове између њих”, пише математичар са Универзитета у Нотингему Етјен Фаркот, који је проучавао раст карфиола у покушају да разуме ову „мистериозну сорту дивљег купуса”.
Фрактали су изузетни, самопонављајући обрасци који се, поред неких карфиола, налазе и у листовима папрати, разгранатим крвним судовима и прстеновима Сатурна. Фрактали су геометријски облици састављени од све мањих копија самих себе, стварајући очаравајућу „самосличност” која је бескрајно дубока.
Волфганг Бејер (Wikimedia)
Беноа Манделброт математичар који је сковао термин фрактал
Иако су само математички или компјутерски генерисани фрактали заиста савршени фрактали, природа је прилично близу. „Ови понављајући обрасци су свуда у природа”, каже математичар Томас Бриц са Универзитета Новог Јужног Велса у Сиднеју. „У снежним пахуљама, речним мрежама, цвећу, дрвећу, ударима грома – чак и у нашим крвним судовима.”
Део шарма фрактала је у томе што они помажу да се објасни како се сложеност рађа из једноставности. Као што је Беноа Манделброт, француски математичар пољског порекла, који је сковао термин фрактал, рекао 2010. године: „Чуда без дна извиру из једноставних правила која се понављају без краја”. Разгранати речни системи, такође, стварају скоро савршене фракталне обрасце у пејзажу.
Језеро Ерепеку и река Тромбетас у Бразилу
Ови обрасци су толико упорни да су у једном случају археолози тражили фрактале који недостају како би закључили да су древни Египћани можда модификовали речне канале када су градили пирамиде у близини. Чини се да инсекти, такође, прате математичке принципе. Знале то или не, пчеле граде хексагонално саће на начин који производи највише простора за складиштење користећи најмање материјала – теорија позната као „претпоставка саћа” коју је коначно демонстрирао амерички математичар Томас Хејлс 1999. године.
Неке врсте цикада исто тако имају животни циклус усмерен ка простим бројевима. Ројеви две северноамеричке врсте излазе из својих подземних јазбина сваких 13 или 17 година, што је трик за који научници мисле да помаже цикадама да избегну предаторе са правилнијим ритмом.
Највише простора с најмање материјала
Почетком 2021. године, истраживачи су открили до сада непознат закон природе: Образац раста који описује како се шпицасти облици изнова и изнова формирају у природи – од зуба ајкуле и паукових очњака до птичјих кљунова и рогова диносаура. „Различитост животиња, па чак и биљака, које следе ово правило је запањујућа”, наглашава еволуциони биолог Алистер Еванс са Универзитета Монаш у Аустралији у време када су открили математичку формулу, названу „каскада моћи”: „Пронашли смо га скоро свуда трагајући кроз краљевство живота – у животињама које данас постоје и онима које су изумрле пре више милиона година”.
.
Златне спирале расту у логаритамском односу са сваком четвртином окрета
Још 2015. године, научници су такође били одушевљени што су пронашли класичну формулу за пи – увек константан однос између обима круга и његовог пречника – који се крије у атомима водоника. На заобилазан начин, то откриће нас враћа на идеју да математика пружа структурни оквир за физички свет. Занимљива је идеја за забаву – све док вам глава не експлодира.
(Извор Пулсе)
