Inimkond on paljude sajandite jooksul püüdnud maailma teaduslikult kirjeldada. Iga uus avastus teaduses on muutumas üha keerukamaks. Matemaatika hõlbustab seda ülesannet oluliselt. Looduses on see väga levinud: päevalillede arvulised mustrid, seemnete paljunemiskiirus, on olemas isegi matemaatilised valemid, mis võimaldavad ennustada mustade aukude tekkimist. Mõni on veendunud, et kogu meie Universumit saab valemite abil kirjeldada. Kõigil, mida me jälgime, on matemaatiline seletus, see kehtib isegi kõige keerukamate ja uskumatute kõrvalekallete kohta.
Siin on nimekiri kümnest loodusteadusest, mis on seotud täppisteadustega:
1
Mustad augud
Mustade aukude olemasolu ennustasid matemaatikud. Neil polnud aga aimugi, mis see oli. Mustade aukude valem oli tõeline matemaatiline mõistatus. Seetõttu hõivavad mustad augud õigustatult selle ülaosa. Stephen Hawking sai 1970. aastatel teada, et nad eraldavad kiirgust. Algselt oli teooria, et absoluutselt miski ei talu mustade aukude mõju, kuid alates 2014. aastast on inimesed jõudnud järeldusele, et väike kogus valgust pääseb ikkagi põgenema.
Arvatakse, et iga galaktika keskel on must auk. Tegelikult on see tohutu massi kogunemine väikeses mahus. Näiteks selleks, et meie planeet muutuks mustaks auguks, tuleb see pähkli suuruseks kokku suruda. See on looduses üks muljetavaldavamaid matemaatilisi nähtusi.
Kosmosehuviliste jaoks avaldasime meie saidil enam-beauty.ru huvitava artikli Universumi kõige kaunimate ja ebatavalisemate tähtede kohta.
2
DNA
DNA on oluline kõigi elusorganismide jaoks. See sisaldab suuremat osa geneetilisest koodist, mis määrab meie kasvu, arengu ja võime järglasi paljundada. Meie elu mõjutab DNA-d ja DNA mõjutab seda, kuidas me elame. DNA struktuur korreleerub Fibonacci järjestuses olevate arvudega väga lähedaste suhetega.
Fibonacci jada on matemaatiline mudel, mis kirjeldab paljusid looduses esinevaid nähtusi: küüliku paljunemist, tigu koore struktuuri, orkaane ja palju muud. Fibonacci peetakse keskaegse Euroopa suurimaks matemaatikuks.
3
Lumehelbed
Lumehelbed on looduses hämmastav sümmeetria näide. Lumehelbe iga kroonleht on teistega identne, välja arvatud juhul, kui see on muidugi kahjustatud. See tundub üsna lihtne, kuid teadus on selle nähtuse selgitamiseks aastaid vaeva näinud. Iga lumehelves on oma ülesehituse poolest ainulaadne. Ja tekkis küsimus: kuidas nad kõik võivad olla ainulaadsed, kuid samal ajal sümmeetrilised? Vastus on, et see on vajalik tingimus kroonlehtede vahelise ühenduse säilitamiseks. Kui need poleks samad, siis kukuks lumehelves lihtsalt laiali. Nende ainulaadsus tuleneb asjaolust, et nad kukuvad taevast erinevates tingimustes.
4
Päevalilleseemned
Jällegi saab jälgida seost Fibonacci järjestusega. Seda mudelit on sõnadega üsna keeruline seletada. Põhimõte on see, et seemned kasvavad keskelt ja moodustavad spiraale. 1979. aastal tuletas teadlane Vogel välja valemi, mis demonstreerib päevalilleseemnete jaotust. Saadud pilti saab võrrelda Fibonacci järjestusega.
5
Kärgstruktuurid
Mesi on toode, mis ei riku kunagi. Isegi Egiptuse püramiidide sees leidus söödavat mett. Mesilased ehitavad kärgstruktuure, et neis mett säilitada. Kärgstruktuuri kuju on ruumi tugevuse osas ideaalne. Matemaatikud läksid väga kaugele tõestades, et ükski teine struktuur poleks sel otstarbel optimaalsem.
6
Eclipse
Päikesevarjutus toimub siis, kui kuu on sirge maa ja päikese vahel. See on veel üks hämmastav näide matemaatikast looduses. Päikese läbimõõt on 1,4 miljonit km, Kuul aga 3,5 tuhat km. See on tohutu erinevus. Kuid Päike on meist palju kaugemal kui Kuu. See võimaldab Kuul päikese täiuslikult sulgeda. See juhtus tõenäoliselt juhuslikult; vähemalt pole selliste mustrite kohta teavet. Teadlaste sõnul eemaldub kuu järk-järgult maast. Kui see jätkub, ei saa me enam selliseid värvilisi eklemeid täheldada.
7
Tigu kestad
Seal on suhe, mida nimetatakse kuldseks suhteks. See põhineb Fibonacci järjestusel ja seda saab kujutada kuldse spiraalina. Paljud tigu kestad on otseselt proportsionaalsed kuldse spiraaliga. Karbi kuju jääb alati muutumatuks, muutub ainult selle suurus.
Muide, meil on artikkel maailma kõige ilusamatest tigudest. Soovitame tungivalt vaadata nende molluskite hämmastavaid fotosid.
8
Võrk
On ämblikke, kes keerutavad ümarat veebi. Veebi muster on peaaegu ideaalselt sümmeetriline ja kuju on täiusliku ringi lähedal. Tundub, et ämblikel on suurepärane kaugustunne. Siiani pole teada, kuidas nad seda teevad. Me ei suuda isegi välja selgitada, miks nad seda sel viisil lõikavad. Võib-olla teevad nad seda maksimaalse jõu huvides. Või on nad lihtsalt rumalad ämblikud, kes ise ei tea, mida nad teevad. Ühel või teisel viisil on see ere näide matemaatikast looduses.
9
Näojoonte
Isegi inimese näo tunnused vastavad kuldse suhte reeglile. Uuringud näitavad, et inimesed, kelle omadusi seostatakse rohkem kuldse suhtega, tunduvad teistele atraktiivsemad. Paraku pole matemaatika kõigile võrdselt hea.
10
Galaktikad
Galaktikad. Seda on raske ette kujutada. Ja isegi neid seostatakse kuldse suhtega. Tegelikult kasutatakse sama matemaatilist mudelit nagu tigukestade ja orkaanide puhul. Kuid asi ei piirdu ühe Fibonacci järjestusega. Meie galaktika, Linnutee, näib olevat sümmeetriline. Justkui üks pool oleks teise peegelpilt. See paneb mõtlema: kas Universumis on veel üks meie päikesesüsteemi eksemplar?