Tabiiy geometrik naqshlar yoki naqshlar takrorlanuvchi shakllar sifatida koʻrinadi, ularni baʼzan matematik modellar bilan tasvirlash yoki ifodalash mumkin.
Tabiat va hayotdagi geometriya simmetriya, spiral yoki toʻlqinlar kabi koʻplab shakl va shakllarda boʻladi.
Tarix
Birinchi marta qadimgi yunon faylasuflari va olimlari - Pifagor, Empedokl va Platon tabiatdagi geometriya masalalari bilan shug'ullanishgan. Oʻsimliklar va hayvonlardagi bashorat qilinadigan yoki ideal geometrik shakllar misollarini tahlil qilib, ular tabiatdagi tartib va simmetriyani koʻrsatishga harakat qilishdi.
Tabiatda geometriyani o'rganishga bo'lgan zamonaviy urinishlar 19-asrda belgiyalik fizik Jozef Platoning sa'y-harakatlari bilan boshlangan, u sovun pufagining minimal yuzasi kontseptsiyasini ishlab chiqqan. Birinchi zamonaviy urinishlar birinchi navbatda ideal va bashorat qilinadigan geometrik shakllarni namoyish etishga qaratilgan bo'lib, keyin tabiatda geometriyaning ko'rinishi va namoyon bo'lishini bashorat qiluvchi modellarni ishlab chiqishga qaratildi.
XX asrda matematik Alan Tyuring hayvonlarda paydo bo'lishini tushuntiruvchi morfogenez mexanizmlari ustida ishlagan.turli naqshlar, chiziqlar, dog'lar. Biroz vaqt o'tgach, biolog Aristide Lindenmayer, matematik Benua Mandelbrot bilan birgalikda ba'zi o'simliklar, jumladan, daraxtlarning o'sish naqshlarini takrorlaydigan matematik fraktallar ustida ishlashni yakunlaydi.
Fan
Zamonaviy fanlar (matematika, fizika va kimyo) texnologiyalar va modellar yordamida tabiatda uchraydigan geometrik naqshlarni nafaqat tushuntirishga, balki bashorat qilishga ham harakat qiladi.
Tovus, kolibri va dengiz chig'anoqlari kabi ko'plab tirik organizmlarning shakli va rangi nafaqat go'zal, balki geometrik jihatdan ham to'g'ri bo'lib, olimlarning qiziqishini uyg'otadi. Tabiatda biz ko'rgan go'zallik tabiiy, matematik tarzda yuzaga kelishi mumkin.
Matematikada kuzatilgan tabiiy naqshlar spiral va fraktallar bilan ishlaydigan xaos nazariyasi bilan izohlanadi. Bunday naqshlar fizika qonunlariga bo'ysunadi, qo'shimcha ravishda fizika va kimyo mavhum matematikadan foydalanib, kristallarning tabiiy va sun'iy shakllarini bashorat qiladi.
Biologiya tabiatdagi geometriyani tabiiy tanlanish orqali tushuntiradi, bunda chiziqlar, dog'lar, yorqin ranglar kabi muntazam xususiyatlarni niqoblash yoki signal yuborish zarurati bilan izohlash mumkin.
Naqsh turlari
Tabiatda turli geometrik shakllarda paydo boʻladigan takrorlanuvchi naqshlar koʻp. Tabiatdagi geometriyaning asosiy qonuniyatlari turlari, fotosuratlar va ularning tavsiflari bilan quyida tanishishingiz mumkin.
Simmetriya. Ushbu geometrik shakl tabiatda eng keng tarqalganlardan biridir. Hayvonlarda eng ko'p uchraydioyna simmetriyasi - kapalaklar, qo'ng'izlar, yo'lbarslar, boyqushlar. U chinor barglari yoki orkide gullari kabi o'simliklarda ham mavjud. Bundan tashqari, tabiatdagi simmetrik geometriya qor parchalari kabi radial, besh nurli yoki olti martali bo‘lishi mumkin.
Fraktallar. Matematikada bu cheksiz o'ziga o'xshash konstruktsiyalardir. Tabiatda bunday cheksiz o'z-o'zidan takrorlanadigan shaklni aniqlash mumkin emas, shuning uchun fraktal naqshlarning yaqinlashishi tabiatda geometrik fraktallar deb ataladi. Bunday geometriyani tabiatda paporotnik barglari, brokkoli, ananas mevalarida kuzatish mumkin.
Spirallar. Bu shakllar, ayniqsa, mollyuskalar va salyangozlar orasida keng tarqalgan. Olimlar kosmosda spiral shakllarni, masalan, spiral galaktikalarni kuzatadilar. Spiral Fibonachchining oltin nisbati deb ataladi.
Meanders. Matematikada dinamik tizimlarning tasodifiyligi tabiatda meanderlar va oqimlar kabi ko'rinishlarda namoyon bo'ladi. Tabiiy geometriya siniq yoki aniqroq egri chiziq shaklida bo'ladi, masalan, daryo oqimi.
Toʻlqinlar. Ular havo va suv orqali tarqaladigan havoning buzilishi va harakati, shamol oqimlari natijasida yuzaga keladi. Tabiatda bular nafaqat dengiz to'lqinlari, balki geometrik shakllarni - chiziqlar, yarim oy va parabolalarni hosil qila oladigan cho'l qumtepalari hamdir.
Mozaika. Xuddi shu elementlarni sirtda takrorlash orqali yaratilgan. Yovvoyi tabiatdagi mozaik geometriya asalarilarda uchraydi: ular quradilarchuqurchalar uyasi - takrorlanuvchi hujayralar.
Naqshlarni shakllantirish
Biologiyada geometrik rangning hosil boʻlishi tabiiy tanlanish jarayoni bilan bogʻliq. 20-asrning o'rtalarida Alan Tyuring hayvonlarning rangidagi dog'lar va chiziqlar paydo bo'lish mexanizmini tasvirlashga muvaffaq bo'ldi - u buni reaktsiya-diffuziya modeli deb atadi. Tananing ba'zi hujayralarida kimyoviy reaktsiyalar tomonidan boshqariladigan genlar mavjud. Morfogen qorong'u pigmentli (dog'lar va chiziqlar) teri joylari shakllanishiga olib keladi. Agar morfogen barcha teri hujayralarida bo'lsa - panteraning rangi, notekis bo'lsa - odatdagi dog'li leopard olinadi.
