Bilim

Doğanın Kalıplarının Arkasındaki Bilim | Bilim

Bir bukalemunun kuyruğunun kıvrımı, bir çam kozalağı pullarının spirali ve rüzgarın hareket ettirdiği kum tanelerinin yarattığı dalgalanmaların hepsi, göze çarpma ve zihinleri entrikalama gücüne sahiptir. Charles Darwin, 1859'da doğal seçilim yoluyla evrim teorisini ilk kez öne sürdüğünde, bilim meraklılarını karadaki hayvanlarda, havadaki kuşlarda ve denizdeki canlılarda görülen doğal kalıpların nedenlerini bulmaya teşvik etti. Tavus kuşunun tüyleri, köpekbalığının beneklerinin hepsinin uyum sağlama amacına hizmet etmesi gerektiği konusunda hevesle tahminde bulundular.

Yine de bir kişi tüm bunları 'kaçak coşku' olarak gördü, diye yazıyor İngiliz bilim adamı ve yazar Philip Ball yeni kitabında, Doğadaki Kalıplar: Doğal Dünya Neden Göründüğü Gibi Görünüyor? . İskoç zoolog D'Arcy Wentworth Thompson kendi kitabını yayınlamaya zorlandı inceleme 1917'de, doğanın yaratıcılığının bile fiziksel ve kimyasal güçler tarafından oluşturulan yasalarla kısıtlandığını açıklıyordu. Thompson'ın fikirleri Darwin'in teorisiyle çelişmedi, ancak başka faktörlerin rol oynadığına dikkat çekti. Doğal seçilim olayı açıklayabilirken neden bir kaplanın çizgileri - otlaklardaki ve ormanlardaki gölgelerle uyum sağlama stratejisi - kimyasalların gelişen doku yoluyla yayılma şeklini açıklayabilir Nasıl pigment, koyu ve açık şeritler halinde biter ve deniz anemonunda da benzer desenler oluşabilir.

alexander hamilton bir köle sahibiydi

İçinde Doğadaki Desenler Ball, bir fizikçi ve kimyager olarak kendi geçmişini ve bilimsel derginin editörü olarak 20 yıldan fazla deneyime sahip. Doğa . 1999 yılında yayınlanan ilk kitabı ( Kendi Kendine Yapılmış Goblen ) ve 2009'da yayınlanan bir üçleme ( Doğanın Desenleri: şekiller , akış , Şubeler ), doğal desenler konusunu keşfedin, ancak ikisi de en sonuncusu kadar zengin görsellere sahip değil.





Video için küçük resmi önizleyin

Doğadaki Desenler: Doğal Dünya Neden Göründüğü Gibi Görünüyor?

satın al

Ball, kitaptaki canlı fotoğrafların hayati önem taşıdığını, çünkü bazı desenlerin ancak tekrar yoluyla tam olarak anlaşılabileceğini açıklıyor. “Birkaç tanesini muhteşem ayrıntılarla yan yana gördüğünüzde, doğanın bir temayı nasıl alıp onunla birlikte çalıştığını anlamaya başlıyorsunuz” diyor.

Ball'un sunduğu açıklamalar, sırılsıklam olmuş bir toprak parçasının çatlamış bir manzaraya nasıl kuruyabileceğini açıklarken olduğu gibi, basit ve zariftir. 'Yüzeydeki kuru tabaka, alttaki hala nemli tabakaya göre büzülmeye çalışır ve zemin baştan sona gerilimle bağlanır' diye yazıyor.



Yine de bilim adamlarının ve sanatçıların ilgisini çekecek kadar ayrıntı sunuyor. Çarpıcı fotoğrafların küratörlüğünü, Londra'daki Quarto Group'un bir yayıncısı olan ve kitabı University of Chicago Press'e veren Marshall Editions'ın tasarımcıları yaptı.

Ball, Smithsonian.com'a kitabı ve ilham kaynakları hakkında konuştu.

Bir desen tam olarak nedir?



Kitapta bilerek biraz belirsiz bıraktım çünkü onu gördüğümüzde bildiğimizi hissediyoruz. Geleneksel olarak, desenleri uzayda aynı şekilde tekrar tekrar tekrar eden bir şey olarak düşünürüz, bir tür duvar kağıdı deseni gibi. Ancak doğada gördüğümüz birçok desen tam olarak böyle değildir. Onlarda düzenli veya en azından rastgele olmayan bir şeyler olduğunu hissediyoruz, ancak bu, tüm öğelerin aynı olduğu anlamına gelmiyor. Bence buna çok tanıdık bir örnek zebranın çizgileri olabilir. Herkes bunu bir desen olarak görebilir, ancak hiçbir şerit diğer şeritlere benzemez.

Tamamen rastgele olmayan herhangi bir şeyin içinde bir tür kalıp olduğunu söylemek için bir dava açabiliriz. O sistemde, onu o saf rastlantısallıktan ya da diğer uçta saf tekdüzelikten uzaklaştıran bir şey olmalı.

Neden doğal desenler hakkında bir kitap yazmaya karar verdiniz?

İlk başta, editör olmanın bir sonucuydu. Doğa . Orada, dergi aracılığıyla ve daha geniş anlamda bilimsel literatür aracılığıyla bu konuyla ilgili birçok çalışmanın geldiğini görmeye başladım. Beni etkileyen şey, bunun herhangi bir doğal disiplin sınırı olmayan bir konu olmasıydı. Bu tür sorularla ilgilenen kişiler biyolog, matematikçi, fizikçi veya kimyager olabilir. Bu bana çekici geldi. Bu geleneksel sınırlara uymayan konuları her zaman sevmişimdir.

Ama bence aynı zamanda görseldi. Desenler çok çarpıcı, güzel ve dikkat çekici.

O halde, bu yönü destekleyen soru şudur: Herhangi bir plan veya tasarım olmaksızın doğa nasıl böyle kalıpları bir araya getirir? Kalıpları yaptığımızda, bu şekilde planladığımız, öğeleri yerine yerleştirdiğimiz içindir. Doğada planlayıcı yoktur, ancak bir şekilde doğal güçler, oldukça güzel görünen bir şey meydana getirmek için bir araya gelirler.

Doğada bulunan bir desenin favori bir örneğiniz var mı?

Belki de en tanıdık ama gerçekten en dikkat çekici olanlardan biri kar tanesi desenidir. Hepsinin teması aynı - bu altı katlı, altıgen simetri ve yine de bu kar taneleri içinde sonsuz çeşitlilik var gibi görünüyor. Oluşumlarına giren çok basit bir süreçtir. Nemli havadan donan su buharıdır. Bundan başka bir şey yok ama bir şekilde bu inanılmaz derecede karmaşık, ayrıntılı, güzel deseni yaratıyor.

Hem canlı hem de cansız dünyada farklı yerlerde tekrar tekrar ortaya çıktığını gördüğümüz bir diğer sistem, Turing yapıları dediğimiz bir kalıptır. İsimlerini hesaplama teorisinin temelini atan matematikçi Alan Turing'den alıyorlar. Kalıpların nasıl oluştuğuyla çok ilgilendi. Özellikle, bunun temelde küresel bir hücre olan ve büyüyüp bölündükçe insan kadar karmaşık bir şeye kalıplanan döllenmiş bir yumurtada nasıl gerçekleştiğiyle ilgilendi.

Turing, temelde bir tür uzayda yüzen bir grup kimyasalın, bir boşluktan diğerine farklılıklar yaratacak şekilde etkileşime girebileceğinin bir açıklaması olan bir teori ortaya attı. Bu şekilde bir desenin tohumları ortaya çıkacaktır. Bu süreci çok soyut matematiksel terimlerle ifade etti.

Şimdi, öyle görünüyor ki, hayvan derileri üzerinde oluşan kalıplardan ve böceklerde gördüğümüz bazı kalıplardan böyle bir şey sorumlu olabilir. Ama aynı zamanda oldukça farklı sistemlerde, kum tepelerinde ve rüzgarın kumu savurmasından sonra oluşan kum dalgalarında da görülür.

ya ingiltere 1812 savaşını kazanırsa

Kitabınızda, bilim ve matematiğin bu kalıplardan bazılarını henüz tam olarak açıklamadığından bahsediyorsunuz. Bir örnek verebilir misin?

İnsanlar bu soruyu birkaç yüzyıl boyunca araştırmış ve düşünmüş olsa da, 1980'lerden beri kar tanelerinin bu dallı oluşumları nasıl elde ettiğini gerçekten anladık. Yine de, kar tanesinin her kolunun neden hemen hemen aynı olabileceği şimdi bile biraz gizemli. Sanki bir kol, özel bir şekilde büyümelerini sağlamak için diğerleriyle iletişim kurabiliyormuş gibi. Bu hala şaşırtıcı.

Yeni örüntü biçimleri neredeyse bizim açıklamaları bulabildiğimiz kadar hızlı keşfediliyor. Dünyanın yarı kurak bölgelerinde, çıplak toprak parçalarıyla ayrılmış bitki örtüsü parçalarının olduğu garip bitki örtüsü modelleri vardır. Onların da arkasında Turing benzeri bir mekanizma var gibi görünüyor ama bu anlayış da çok yeni.

Okuyucuların kitapta ne bulacağını umuyorsunuz?

Bu konuyu araştırmaya başladığımda her yerde kalıplar görmeye başladım. 1999'da ilk kitabımı yazmanın yarısındayken Galler'de bir kumsaldayken birdenbire her yerde desenler olduğunu fark ettiğimi hatırlıyorum. Bulutlarda ve gökyüzünde farklı desenler vardı, denizde dalga desenleri vb. Kumun içinden akan suda, farklı bir desen vardı. Kayalıklar bile tamamen rastgele değildi.

Böylece etrafınızda desenler görmeye başlarsınız. Umarım insanlar bunun başlarına geldiğini anlarlar ve bizi çevreleyen yapının ne kadar kalıplı olduğunu takdir ederler. Bunda sadece ihtişam ve neşe var.





^