Los patrones geométricos naturales o patrones aparecen como formas repetidas que a veces se pueden describir o representar mediante modelos matemáticos.
La geometría en la naturaleza y la vida se presenta en muchas formas y formas, como simetría, espirales u ondas.
Historia
Por primera vez, los antiguos filósofos y científicos griegos - Pitágoras, Empédocles y Platón - abordaron cuestiones de geometría en la naturaleza. Mediante el análisis de ejemplos de formas geométricas ideales o predecibles en plantas y animales, intentaron demostrar el orden y la simetría en la naturaleza.
Los intentos modernos de estudiar la geometría en la naturaleza comenzaron en el siglo XIX con los esfuerzos del físico belga Joseph Plateau, quien desarrolló el concepto de la superficie mínima de una pompa de jabón. Los primeros intentos modernos se concentraron primero en demostrar formas geométricas ideales y predecibles, y luego se dirigieron al desarrollo de modelos que predicen la apariencia y manifestación de la geometría en la naturaleza.
En el siglo XX, el matemático Alan Turing trabajó en los mecanismos de la morfogénesis, lo que explica la aparición en los animalesvarios patrones, rayas, manchas. Un poco más tarde, el biólogo Aristide Lindenmeier, junto con el matemático Benoit Mandelbrot, completarán un trabajo sobre fractales matemáticos que repetían los patrones de crecimiento de algunas plantas, incluidos los árboles.
Ciencia
Las ciencias modernas (matemáticas, física y química), con la ayuda de tecnologías y modelos, intentan no solo explicar, sino también predecir los patrones geométricos que se encuentran en la naturaleza.
La forma y el color de muchos organismos vivos, como el pavo real, los colibríes y las conchas marinas, no solo son hermosos, sino también geométricamente correctos, lo que atrae la curiosidad de los científicos. La belleza que observamos en la naturaleza puede ser causada naturalmente, matemáticamente.
Los patrones naturales observados en matemáticas se explican mediante la teoría del caos, que trabaja con espirales y fractales. Dichos patrones obedecen las leyes de la física, además, la física y la química, utilizando matemáticas abstractas, predicen las formas de los cristales, tanto naturales como artificiales.
La biología explica la geometría en la naturaleza por selección natural, donde características regulares como rayas, manchas, colores brillantes pueden explicarse por la necesidad de enmascarar o enviar señales.
Tipos de patrones
En la naturaleza, hay muchos patrones repetitivos que aparecen en varias formas geométricas. Los tipos de regularidades básicas de la geometría en la naturaleza, las fotos y sus descripciones se pueden encontrar a continuación.
Simetría. Esta forma geométrica es una de las más comunes en la naturaleza. Más común en animales.simetría especular: mariposas, escarabajos, tigres, búhos. También se encuentra en plantas, como hojas de arce o flores de orquídeas. Además, la geometría simétrica en la naturaleza puede ser radial, de cinco o seis rayos, como los copos de nieve.
Fractales. En matemáticas, estas son construcciones auto-similares que son infinitas. En la naturaleza, es imposible detectar una forma autorrepetitiva tan interminable, por lo tanto, las aproximaciones de los patrones fractales se denominan fractales geométricos en la naturaleza. Tal geometría se puede observar en la naturaleza en hojas de helecho, brócoli, piña.
Espirales. Estas formas son especialmente comunes entre moluscos y caracoles. Los científicos observan formas espirales en el espacio, por ejemplo, galaxias espirales. La espiral se llama proporción áurea de Fibonacci.
Meandros. La aleatoriedad de los sistemas dinámicos en matemáticas se manifiesta en la naturaleza en formas tales como meandros y flujos. La geometría natural toma la forma de una línea quebrada o más bien curva, como el flujo de un río.
Olas. Son causados por perturbaciones y movimientos de aire, corrientes de viento, esparcidos tanto por el aire como por el agua. En la naturaleza, no son solo las olas del mar, sino también las dunas del desierto, que pueden formar formas geométricas: líneas, medias lunas y parábolas.
Mosaico. Creado repitiendo los mismos elementos en la superficie. La geometría del mosaico en la vida silvestre se encuentra en las abejas: construyencolmena de panales - celdas repetitivas.
Formación de patrones
En biología, la formación de un color geométrico se debe al proceso de selección natural. A mediados del siglo XX, Alan Turing logró describir el mecanismo para la aparición de manchas y rayas en el color de los animales; lo llamó modelo de reacción-difusión. Ciertas células del cuerpo contienen genes que están controlados por reacciones químicas. Morfógeno conduce a la formación de áreas de la piel con pigmento oscuro (manchas y rayas). Si el morfógeno está presente en todas las células de la piel, se obtiene el color de la pantera, si está presente de manera desigual, el leopardo manchado habitual.
