Prirodni geometrijski uzorci ili uzorci pojavljuju se kao ponavljajući oblici koji se ponekad mogu opisati ili predstaviti matematičkim modelima.
Geometrija u prirodi i životu ima mnogo oblika i oblika, kao što su simetrija, spirale ili valovi.
Povijest
Po prvi put su se drevni grčki filozofi i znanstvenici - Pitagora, Empedokle i Platon - pozabavili pitanjima geometrije u prirodi. Analizirajući primjere predvidljivih ili idealnih geometrijskih oblika u biljkama i životinjama, pokušali su pokazati red i simetriju u prirodi.
Moderni pokušaji proučavanja geometrije u prirodi započeli su u 19. stoljeću naporima belgijskog fizičara Josepha Plateaua, koji je razvio koncept minimalne površine mjehurića od sapunice. Prvi moderni pokušaji najprije su se koncentrirali na demonstriranje idealnih i predvidljivih geometrijskih oblika, a zatim su se okrenuli razvoju modela koji predviđaju pojavu i očitovanje geometrije u prirodi.
U 20. stoljeću matematičar Alan Turing radio je na mehanizmima morfogeneze, što objašnjava pojavu kod životinjarazni uzorci, pruge, mrlje. Nešto kasnije, biolog Aristide Lindenmeier, zajedno s matematičarem Benoitom Mandelbrotom, dovršit će rad na matematičkim fraktalima koji su ponavljali obrasce rasta nekih biljaka, uključujući drveće.
Znanost
Moderne znanosti (matematika, fizika i kemija), uz pomoć tehnologija i modela, pokušavaju ne samo objasniti, već i predvidjeti geometrijske uzorke koji se nalaze u prirodi.
Oblik i boja mnogih živih organizama, kao što su paun, kolibri i morske školjke, nisu samo lijepi, već i geometrijski ispravni, što privlači znatiželju znanstvenika. Ljepota koju promatramo u prirodi može biti uzrokovana prirodno, matematički.
Uočeni prirodni obrasci u matematici objašnjeni su teorijom kaosa, koja radi sa spiralama i fraktalima. Takvi obrasci poštuju zakone fizike, osim toga, fizika i kemija, koristeći apstraktnu matematiku, predviđaju oblike kristala, kako prirodnih tako i umjetnih.
Biologija objašnjava geometriju u prirodi prirodnom selekcijom, gdje se takve pravilne karakteristike kao što su pruge, mrlje, svijetle boje mogu objasniti potrebom za maskiranjem ili slanjem signala.
Vrste uzoraka
U prirodi postoji mnogo ponavljajućih uzoraka koji se pojavljuju u raznim geometrijskim oblicima. Vrste osnovnih pravilnosti geometrije u prirodi, fotografije i njihovi opisi mogu se naći u nastavku.
Simetrija. Ovaj geometrijski oblik jedan je od najčešćih u prirodi. Najčešći kod životinjazrcalna simetrija - leptiri, kornjaši, tigrovi, sove. Također se nalazi u biljkama, kao što su lišće javora ili cvjetovi orhideja. Osim toga, simetrična geometrija u prirodi može biti radijalna, peterostruka ili šesterostruka, poput snježnih pahuljica.
Fraktali. U matematici su to samoslične konstrukcije koje su beskonačne. U prirodi je nemoguće otkriti takav beskrajni samoponavljajući oblik, stoga se aproksimacije fraktalnih uzoraka u prirodi nazivaju geometrijskim fraktalima. Takva se geometrija u prirodi može uočiti u listovima paprati, brokuli, plodu ananasa.
Spirale. Ovi su oblici osobito česti među mekušcima i puževima. Znanstvenici promatraju spiralne oblike u svemiru, na primjer, spiralne galaksije. Spirala se zove zlatni omjer Fibonaccija.
Meandri. Slučajnost dinamičkih sustava u matematici očituje se u prirodi u oblicima kao što su meandri i tokovi. Prirodna geometrija ima oblik isprekidane ili radije zakrivljene linije, kao što je riječni tok.
Valovi. Nastaju zbog poremećaja i kretanja zraka, strujanja vjetra, koji se šire i kroz zrak i kroz vodu. U prirodi to nisu samo morski valovi, već i pustinjske dine, koje mogu oblikovati geometrijske oblike - linije, polumjesece i parabole.
Mozaik. Nastaje ponavljanjem istih elemenata na površini. Geometrija mozaika u divljini nalazi se kod pčela: one gradekošnica saća - ponavljajuće stanice.
Formiranje uzoraka
U biologiji, formiranje geometrijske boje je posljedica procesa prirodne selekcije. Još sredinom 20. stoljeća Alan Turing uspio je opisati mehanizam pojave mrlja i pruga u boji životinja – nazvao ga je reakcijsko-difuzijskim modelom. Određene stanice tijela sadrže gene koji su kontrolirani kemijskim reakcijama. Morfogen dovodi do stvaranja područja kože s tamnim pigmentom (mrlje i pruge). Ako je morfogen prisutan u svim stanicama kože - dobiva se boja pantere, ako je prisutan neravnomjerno - uobičajeni pjegavi leopard.
