10 doskonałych przykładów symetrii w przyrodzie

W ciągu wieków symetria pozostała tematem, który fascynuje filozofów, astronomów, matematyków, artystów, architektów i fizyków. Starożytni Grecy mieli na nią całkowitą obsesję - i nawet dzisiaj jesteśmy zwykle skonfrontowani z symetrią we wszystkim, od układu mebli po cięcie włosów..

Pamiętajcie: jak tylko sobie to uświadomicie, prawdopodobnie odczujecie nieodparte pragnienie szukania symetrii we wszystkim, co widzicie..

Zobacz także problem - Psychodeliczne obrazy tworzone przez naukę, fraktalne wzory na powierzchni ziemi

(Łącznie 10 zdjęć)

Sponsor postu: Program do pobierania muzyki VKontakte: Nowa wersja programu "Catch in contact" zapewnia możliwość łatwego i szybkiego pobierania muzyki i filmów publikowanych przez użytkowników ze stron najsłynniejszej sieci społecznościowej vkontakte.ru.

1. Broccoli romanesco

Być może widząc brokuły romanesco w sklepie, pomyślałeś, że to kolejna próbka genetycznie zmodyfikowanego produktu. Ale w rzeczywistości jest to kolejny przykład fraktalnej symetrii natury. Każdy kwiatostan brokułu ma logarytmiczny wzór spiralny. Romanesco wygląda jak brokuły, ale w smaku i konsystencji przypomina kalafior. Jest bogaty w karotenoidy, a także witaminy C i K, dzięki czemu jest nie tylko piękna, ale także zdrowa żywność..

2. Honeycomb

Przez tysiące lat ludzie byli zdumieni perfekcyjnym sześciokątnym kształtem plastra miodu i zastanawiali się, jak pszczoły mogą instynktownie stworzyć formę, którą ludzie mogą odtworzyć tylko za pomocą kompasu i linijki. Jak i dlaczego pszczoły chętnie tworzą sześciokąty? Matematycy uważają, że jest to idealna forma, która pozwala im przechowywać maksymalną możliwą ilość miodu, używając minimalnej ilości wosku. W każdym razie wszystko jest wytworem natury i jest cholernie imponujące..

3. Słoneczniki

Słoneczniki mogą pochwalić się promienistą symetrią i interesującym rodzajem symetrii, znanym jako sekwencja Fibonacciego. Sekwencja Fibonacciego: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144 itd. (każda liczba jest określona przez sumę dwóch poprzednich liczb). Gdybyśmy się nie spieszyli i obliczyli liczbę nasion słonecznika, stwierdzilibyśmy, że liczba spiral rośnie zgodnie z zasadami sekwencji Fibonacciego. Istnieje wiele roślin w przyrodzie (w tym brokuły romanesco), których płatki, nasiona i liście odpowiadają tej sekwencji, dlatego tak trudno jest znaleźć koniczynę z czterema liśćmi..

Ale dlaczego słoneczniki i inne rośliny przestrzegają zasad matematyki? Podobnie jak sześciokąty w ulu, wszystko to jest kwestią wydajności..

4. Łuska nautilusa

Oprócz roślin niektóre zwierzęta, takie jak Nautilus, spełniają sekwencję Fibonacciego. Skorupa Nautilusa jest skręcona w "spiralę Fibonacciego". Powłoka stara się zachować ten sam proporcjonalny kształt, co pozwala jej zachować przez całe życie (w przeciwieństwie do ludzi, którzy zmieniają proporcje w całym życiu). Nie wszystkie Nautilusy mają powłokę zbudowaną zgodnie z zasadami Fibonacciego, ale wszystkie odpowiadają logarytmicznej spirali..

Zanim zazdrościsz mięczaków-matematyków, pamiętaj, że nie robią tego celowo, tylko ta forma jest najbardziej racjonalna dla nich..

5. Zwierzęta

Większość zwierząt ma dwustronną symetrię, co oznacza, że ​​można je podzielić na dwie identyczne połówki. Nawet ludzie mają dwustronną symetrię, a niektórzy naukowcy uważają, że ludzka symetria jest najważniejszym czynnikiem wpływającym na postrzeganie naszego piękna. Innymi słowy, jeśli masz jednostronną twarz, pozostaje mieć nadzieję, że jest to zrównoważone przez inne dobre cechy..

Niektóre osiągają pełną symetrię w celu przyciągnięcia partnera, takiego jak paw. Darwin był bardzo zirytowany tym ptakiem i napisał w liście, że "Widok piór w pawie pawia, kiedy tylko na niego patrzę, sprawia, że ​​jestem chory!" Dla Darwina ogon wydawał się uciążliwy i nie miał ewolucyjnego sensu, ponieważ nie pasował do jego teorii "przetrwania najsilniejszych". Był wściekły, dopóki nie wpadł na teorię doboru płciowego, która twierdzi, że zwierzęta rozwijają pewne funkcje, aby zwiększyć swoje szanse na kojarzenie. Dlatego pawie mają różne urządzenia do przyciągania partnerów.

6. Internet

Istnieje około 5000 rodzajów pająków, a wszystkie one tworzą prawie idealną okrężną wstęgę z radialnymi włóknami podtrzymującymi o niemal równej odległości i spiralną tkaniną do łapania ofiar. Naukowcy nie są pewni, dlaczego pająki tak bardzo lubią geometrię, ponieważ testy wykazały, że okrągła wstęga nie przyciąga pokarmu lepiej niż wstęga o nieregularnym kształcie. Naukowcy zakładają, że promieniowa symetria równomiernie rozkłada siłę uderzenia, gdy ofiara uderza w siatkę, powodując mniej przerw..

7. Crop Circles

Daj parę oszustów deskę, kosiarki i ocalenie ciemności, a zobaczysz, że ludzie również tworzą symetryczne kształty. Ponieważ kręgi zbożowe wyróżniają się złożonością projektu i niesamowitą symetrią, nawet po tym, jak twórcy kręgów rozpoznali i zademonstrowali swoje umiejętności, wiele osób nadal wierzy, że kosmici.

Gdy kręgi stają się bardziej złożone, ich sztuczne pochodzenie staje się coraz bardziej jasne. Nielogiczne jest zakładanie, że kosmici będą utrudniać komunikację, gdy nie jesteśmy w stanie odcyfrować nawet tych pierwszych..

Niezależnie od tego, jak się pojawiły, kręgi w zbożu są miłe do oglądania, głównie dlatego, że ich geometria jest imponująca..

8. Płatki śniegu

Nawet małe formacje, takie jak płatki śniegu, podlegają prawom symetrii, ponieważ większość płatków śniegu ma symetrię sześciościenną. Wynika to w szczególności z tego, jak cząsteczki wody ustawiają się w linii, gdy zestalają się (krystalizują). Cząsteczki wody przechodzą w stan stały, tworząc słabe wiązania wodorowe, są ułożone w uporządkowany układ, który równoważy siły przyciągania i odpychania, tworząc sześciokątny płatek śniegu. Ale w tym samym czasie każdy płatek śniegu jest symetryczny, ale żaden płatek śniegu nie jest podobny do innego. Dzieje się tak dlatego, że spadając z nieba, każdy płatek śniegu doświadcza wyjątkowych warunków atmosferycznych, które powodują, że jego kryształy osiadają w określony sposób..

9. Mleczna galaktyka

Jak już widzieliśmy, symetria i modele matematyczne istnieją niemal wszędzie, ale czy prawa natury ograniczają się do naszej planety? Oczywiście, że nie. Niedawno otworzyła się nowa sekcja na skraju Drogi Mlecznej, a astronomowie wierzą, że galaktyka jest niemal doskonałym lustrzanym odbiciem samego siebie..

10. Symetria Słońca-Księżyca

Jeśli uznamy, że Słońce ma średnicę 1,4 miliona km, a Księżyc - 3474 km, wydaje się niemal niemożliwe, aby Księżyc mógł zablokować światło słoneczne i zapewnić nam około pięciu zaćmień Słońca co dwa lata. Jak to działa? Przypadkowo, wraz z faktem, że szerokość Słońca jest około 400 razy większa od Księżyca, Słońce również jest 400 razy dalej. Symetria zapewnia, że ​​Słońce i Księżyc są tej samej wielkości widzianej z Ziemi, a zatem Księżyc może zamknąć Słońce. Oczywiście odległość od Ziemi do Słońca może wzrosnąć, więc czasami widzimy okrągłe i niekompletne zaćmienia. Ale każdego roku do dwóch lat istnieje precyzyjne wyrównanie i stajemy się świadkami ekscytujących wydarzeń, znanych jako całkowite zaćmienie Słońca. Astronomowie nie wiedzą, jak często taka symetria występuje na innych planetach, ale uważają, że jest to zjawisko dość rzadkie. Nie powinniśmy jednak zakładać, że jesteśmy wyjątkowi, ponieważ to wszystko jest kwestią przypadku. Na przykład, co roku Księżyc przemieszcza się około 4 cm od Ziemi, co oznacza, że ​​miliardy lat temu każde zaćmienie Słońca byłoby całkowitym zaćmieniem. Jeśli wszystko pójdzie tak, całkowite zaćmienie ostatecznie zniknie, a temu towarzyszyć będzie zanik pierścieniowych zaćmień. Okazuje się, że jesteśmy po prostu na właściwym miejscu we właściwym czasie, aby zobaczyć to zjawisko..