Motivi o motivi geometrici naturali appaiono come forme ripetute che a volte possono essere descritte o rappresentate da modelli matematici.
La geometria nella natura e nella vita si presenta in molte forme e forme, come simmetria, spirali o onde.
Cronologia
Per la prima volta, filosofi e scienziati dell'antica Grecia - Pitagora, Empedocle e Platone - affrontarono questioni di geometria in natura. Analizzando esempi di forme geometriche prevedibili o ideali in piante e animali, hanno cercato di dimostrare l'ordine e la simmetria in natura.
I moderni tentativi di studiare la geometria in natura iniziarono nel 19° secolo con gli sforzi del fisico belga Joseph Plateau, che sviluppò il concetto della superficie minima di una bolla di sapone. I primi tentativi moderni si sono concentrati prima sulla dimostrazione di forme geometriche ideali e prevedibili, quindi si sono rivolti allo sviluppo di modelli che predicono l'aspetto e la manifestazione della geometria in natura.
Nel 20° secolo, il matematico Alan Turing ha lavorato sui meccanismi della morfogenesi, che spiega l'aspetto negli animalivari modelli, strisce, macchie. Poco dopo, il biologo Aristide Lindenmeier, insieme al matematico Benoit Mandelbrot, completerà il lavoro sui frattali matematici che ripetevano i modelli di crescita di alcune piante, compresi gli alberi.
Scienza
Le scienze moderne (matematica, fisica e chimica), con l'aiuto di tecnologie e modelli, cercano non solo di spiegare, ma anche di prevedere gli schemi geometrici che si trovano in natura.
La forma e il colore di molti organismi viventi, come pavoni, colibrì e conchiglie, non sono solo belli, ma anche geometricamente corretti, il che attira la curiosità degli scienziati. La bellezza che osserviamo in natura può essere causata naturalmente, matematicamente.
Gli schemi naturali osservati in matematica sono spiegati dalla teoria del caos, che funziona con spirali e frattali. Tali modelli obbediscono alle leggi della fisica, inoltre la fisica e la chimica, usando la matematica astratta, predicono le forme dei cristalli, sia naturali che artificiali.
La biologia spiega la geometria in natura per selezione naturale, dove caratteristiche regolari come strisce, macchie, colori brillanti possono essere spiegate dalla necessità di mascherare o inviare segnali.
Tipi di pattern
In natura, ci sono molti schemi ripetuti che appaiono in varie forme geometriche. Di seguito sono riportati i tipi di regolarità di base della geometria in natura, le foto e le loro descrizioni.
Simmetria. Questa forma geometrica è una delle più comuni in natura. Più comune negli animalisimmetria speculare: farfalle, scarafaggi, tigri, gufi. Si trova anche nelle piante, come foglie d'acero o fiori di orchidea. Inoltre, la geometria simmetrica in natura può essere radiale, a cinque raggi o sei volte, come i fiocchi di neve.
Frattali. In matematica, queste sono costruzioni auto-simili che sono infinite. In natura, è impossibile rilevare una forma così infinita che si ripete, quindi le approssimazioni di modelli frattali sono chiamate frattali geometrici in natura. Tale geometria può essere osservata in natura in foglie di felce, broccoli, ananas.
Spirales. Queste forme sono particolarmente comuni tra molluschi e lumache. Gli scienziati osservano le forme a spirale nello spazio, ad esempio le galassie a spirale. La spirale è chiamata sezione aurea di Fibonacci.
Meandri. La casualità dei sistemi dinamici in matematica si manifesta in natura in forme come meandri e flussi. La geometria naturale assume la forma di una linea spezzata o meglio curva, come il corso di un fiume.
Onde. Sono causati da perturbazioni e movimenti d'aria, correnti di vento, diffusi sia attraverso l'aria che attraverso l'acqua. In natura, queste non sono solo onde del mare, ma anche dune del deserto, che possono formare forme geometriche: linee, mezzelune e parabole.
Mosaico. Creato ripetendo gli stessi elementi sulla superficie. La geometria del mosaico nella fauna selvatica si trova nelle api: costruisconoalveare di favi - cellule ripetute.
Formazione di modelli
In biologia, la formazione di un colore geometrico è dovuta al processo di selezione naturale. A metà del 20° secolo, Alan Turing riuscì a descrivere il meccanismo per la comparsa di macchie e strisce nel colore degli animali: lo chiamò modello di reazione-diffusione. Alcune cellule del corpo contengono geni che sono controllati da reazioni chimiche. Il morfogeno porta alla formazione di aree cutanee con pigmento scuro (macchie e strisce). Se il morfogeno è presente in tutte le cellule della pelle - si ottiene il colore della pantera, se è presente in modo non uniforme - il solito leopardo maculato.
