Узоры природы: Таинственная планета Земля

Представляем вам очередной выпуск из серии «Узоры природы», в которых вы найдете самые разные текстуры, созданные самой природой – ландшафты, увиденные с высоты птичьего полета или одноклеточные организмы, увеличенные в сотни раз…

Как обычно фотографии можно использовать в виде обоев для рабочего стола. (Смотреть выпуски Узоры природы: Морские создания, Узоры природы: Бабочки, Узоры природы: Чешуя и перья, Узоры природы: Флора, Узоры природы: Вид сверху, Узоры природы: Пейзажи)

(Всего 20 фото)

1. Соляные пласты вдоль берега озера Ретба в Сенегале. Благодаря тому, что вода в озере очень соленая, местные жители зарабатывают на жизнь добычей соли. (Robert Haas)

2. Биплан над островом Мономой, штат Массачусетс. (Michael Melford)

3. Границы четырех стран – Саудовской Аравии, Омана, Йемена и ОАЭ – неясное пятно под поднимающимися песками пустыни Руб-эль-Хали. (George Steinmetz)

4. Листья пальмы сушатся ровными линиями вокруг дерева в Кении. (Robert Haas)

5. Жилища в пещерах, испещривших скалистые образования в Каппадокии, Турция. (Klaus Nigge)

6. Ведьмины кольца, или бестравные участки в пустыне Намиб в Намибии. Фото сделано с аэроплана. (Michael Fay)

7. Фотосинтезирующие бактерии в термальном бассейне новой Зеландии поглощают углекислый газ. (Peter Essick)

8. Капельки росы на соцветиях в головке подсолнуха. (Jozsef Szentpeteri)

9. Лишайник на гранитном надгробии в Лэйк Чамплейн, Нью-Йорк. (Stephen Sharnoff)

10. Характерные иглы цветка банксии, который распространен в Австралии. Этот был сфотографирован на ферме в Маунт Баркер. (Jonathan Blair)

11. Отражаясь от воды, свет рисует павлиньи узоры на стене скалы в национальном парке Глен Каньон в штате Юта. (Frans Lanting)

12. Радужные точки вокруг мантии гигантского моллюска в Палау, Микронезия. Мания – это внешний слой, выделяющий секреции раковины моллюска. (Tim Laman)

13. Желтые пучки на кактусе в Манзанилло, Мексика. (Raul Touzon)

14. Демонстрируя свой главный защитный механизм, многоножка сворачивается в тугую спираль. Таким образом, она защищает свои конечности, которых у нее в среднем 100–300. (George Grall)

15. Чешуя атлантического лосося в Квебеке может рассказать эксперту о возрасте рыбы. (Paul Nicklen)

16. Увеличенные в 400 раз диатомеи – это тип водорослей, которых можно найти в океане, пресной воде и почве. (Dar­lyne A. Murawski)

17. Сложно переплетающиеся «руки» корзиночной морской звезды. (Bri­an J. Skerry)

18. Солнечный свет пробивается сквозь воды сенота Кспакай у полуострова Юкатан, Мексика. Сеноты – это подземные озера с пресной водой, обычно встречающиеся на полуострове Юкатан. (Stephen Alvarez)

19. Костлявые пластины черепашьего панциря защищают ее от хищников. Черепахи этого вида живут на большей части территории Северной Америке. (Dar­lyne A. Murawski)

20. Вымеобразные облака над Небраской, известные благодаря их обвисшей мешковатой форме. Еще одно их название «mam­ma­tocu­mu­lus» происходит от латинского слова «грудь». (Carsten Peter)

А вы знали, что у нас есть Instagram и Telegram?

Подписывайтесь, если вы ценитель красивых фото и интересных историй!

Узоры природы: Животные

Продолжаем выпуски из серии “Узоры природы” от Nation­al Geo­graph­ic. В этот раз выпуск посвящен узорам, которыми природа разукрасила самых разнообразных представителей дикой природы – от леопарда до лосося.

Как обычно фотографии можно использовать как обои на рабочий стол. (Смотреть выпуски Узоры природы: Морские создания, Узоры природы: Бабочки, Узоры природы: Чешуя и перья, Узоры природы: Флора, Узоры природы:: Вид сверху, Узоры природы: Пейзажи)

(Всего 10 фото)

1. Черно-белые полосы на шкуре зебры Бёме, или зебры Гранта (Equ­us burchel­li bohme).  

Общий рисунок полос зебры варьируется в зависимости от подвида и места обитания животного. В то же время, даже среди представителей одного стада не существует двух зебр с одинаковыми полосками – их рисунок настолько же индивидуален, как отпечатки пальцев у людей. (Pho­to­graph by Tim Laman)

2. Глаз рыбки аротрон расписной (маппа) (Arothron mappa).

На первый взгляд глаз этой яркой рыбки, плавающей в рифах у берегов индонезийского архипелага архипелаг Туканг Беси, может показаться отростком коралла. Эта яркая рыба семейства иглобрюхих, обитающая Индийском и Тихом океане, ядовита, как и все рыбы этого семейства, к которому, например, относится знаменитая рыба-фугу. Яд содержатся в кожном покрове, брюшине и некоторых внутренних органах рыбы. При употреблении рыбы в пищу он вызывает сильнейшие боли, конвульсии и обычно приводит к смерти. (Pho­to­graph by Tim Laman)

3. Пятна на шкуре жирафа.

Исходя из узора и мест происхождения, жирафов делят на подвиды. Нередко существуют различия в узоре даже внутри близко родственных стад. Подобно отпечаткам пальца окрас жирафа также является уникальным. (Pho­to­graph by Michael Nichols)

4. Птичьи перья.

Перья —накожное роговое образование, свойственное только Theropo­da, включающим в себя вымерших оперённых динозавров, а в настоящее время представленных лишь птицами. (Pho­to­graph by George Grall)

5. Шкура ягуара (Pan­thera onca)

Ягуар – единственный представитель рода пантера на территории Северной и Южной Америки. В культуре ацтеков бог Тескатлипока часто обращался ягуаром, чья пятнистая шкура олицетворяла узор звёздного неба. (Pho­to­graph by Steve Winter)

6. Крылья бабочки.

Крылья этой бабочки, которую сфотографировали в заповеднике Данум в Сабахе, Малайзия, как-будто переливаются на солнце. (Pho­to­graph by Mat­tias Klum)

7. Арктический голец

На боку этой рыбы семейства лососевых располагаются сенсорные железы, которые она используется во время ежегодной нерестовой миграции. (Pho­to­graph by Sam Abell)

8. Мокрый мех гепарда. 

Гепард – хищник семейства кошачьих и самое быстрое наземное существо. Существующие сейчас гепарды — близкие родственники, поэтому у них наблюдаются признаки генетического вырождения, вызванного кровосмешением. Например, у гепардов очень высокий уровень детской смертности: до 70 % детёнышей не доживают до года. В неволе гепарды не размножаются никогда. (Pho­to­graph by Chris Johns)

9. Кожа африканского слона.

Согласно «Книге рекордов Гиннесса», африканский слон это самое крупное наземное млекопитающее. Кожа слонов, окрашенная в тёмно-серый цвет, достигает толщины 3—5 см и изрезана сетью морщин. Несмотря на толщину, кожа слонов чувствительна к различным повреждениям и укусам насекомых и нуждается в регулярном уходе. Чтобы защитить её от солнца и насекомых, слоны принимают пылевые и грязевые ванны, а также купаются в водоёмах. (Pho­to­graph by Bob­by Model)

10. Чешуя удава обыкновенного (Boa constrictor)

Удав использует свои теплочувствительные чешуйки для того, чтобы обнаруживать добычу. (Pho­to­graph by Rich Reid)

А вы знали, что у нас есть Instagram и Telegram?

Подписывайтесь, если вы ценитель красивых фото и интересных историй!

Природные узоры на агате — Следуй своей мечте… — ЖЖ

Млечный путь, звездные галактики, сверкающие кристаллы, гипнотические глаза, силуэты городов — что только ни чудится в невероятных узорах внутри агатов. Это совершенно потрясающие камни, разнообразие которых не знает границ. Каждый такой экземпляр является украшением сам по себе, без какой-либо оправы.

Потрясающая красота агата. Фото: Pascal Petit.

Существует легенда, согласно которой агат является глазом белого орла. Во время страшной битвы со злом священной птице выбили око и оно упало на Землю. И упав, оно превратилось в камень, который и по сей день смотрит на людей и видит, кто сделал доброе дело, а кто злое. Но легенда легендой, а рисунок агата действительно часто напоминает глаз — разноцветные слои сходятся в центре в своеобразный «зрачок», а сам камень нередко имеет продолговатую форму, похожую на «глаз».

Агату часто приписывают магические свойства: будто найти этот камень может только человек, чистый душой, а обладатель амулета из агата будет защищен от всего злого и будет притягивать к себе творческое вдохновение, богатство и славу. Найти такой «волшебный талисман» можно в разных местах: месторождения агата находятся в Крыму возле реки Альма и Бодрак, в Грузии, на Урале, на Чукотке и даже в Московской области — возле города Коломны и у поселка Старая Ситня.

Розовый агат.

Разнообразный, но всегда прекрасный агат.

Удивительный рисунок агата.

Маленькая вселенная внутри камня. Фото: Jacques Rossier.

Розово-желтые слои агата.

Агат в сиреневых оттенках.

Невероятные рисунки природы.

Агат. Фото: Colin MacDiarmid.

Космос внутри камня. Фото: Michal Z.

Космическая небьюла внутри агата. Фото: Jacques Rossier.

Разноцветные слои камней.

Желтый агат.

Черно-белый агат. Фото: Н.А. Колтовой.

Глаз агата. Фото: Н.А. Колтовой.
Из

Природные узоры — Странствия ёжиков — ЖЖ

К 3 годам дети предпочитают природные фрактальные узоры, согласно исследованию

Это исследование показывает, что включение фракталов в городскую среду может принести пользу с самого раннего возраста.

Ученые из Университета Орегона сообщают, что к третьему дню рождения дети уже, как и взрослые, отдают предпочтение фрактальным узорам, которые часто встречаются в природе, что предполагает, что это может быть чем-то врожденным и может объяснить, почему просмотр природных фракталов снижает стресс и снижает умственную усталость. Это открытие было сделано среди детей, выросших в мире евклидовой геометрии, например, в домах с комнатами, построенными из прямых линий в простой манере.

Структуры в природе и искусстве, основанные на фракталах, всегда самоподобны, потому что они иерархичны, а это означает, что образцы повторяются в разном масштабе.  Например, дерево имеет иерархию, в которой ствол является одним из уровней, а главные ветви – другим уровнем и так далее.

«В отличие от ранних людей, которые жили вне саванн, современные люди проводят большую часть своей ранней жизни внутри разного рода искусственных сооружений», –  сказала Келли Э. Роблс, докторант кафедры психологии.. «Итак, поскольку дети не подвергаются сильному воздействию этих естественных фрактальных паттернов от низкой до средней сложности, это предпочтение должно происходить от чего-то более раннего в развитии или, возможно, является врожденным».

Исследование, проведенное Роблес, было опубликовано 25 ноября в журнале Nature Humanities and Social Sciences Communication. В нем ее команда исследовала, как индивидуальные различия в стилях обработки могут объяснить тенденции во фрактальной беглости. Предыдущие исследования показали, что такое предпочтение формируется факторами окружающей среды и развития на протяжении всей жизни.

В ходе исследования ученые представили участникам – 82 взрослым в возрасте от 18 до 33 лет и 96 детям в возрасте от 3 до 10 лет – изображения фрактальных узоров, точных и статистических, различной сложности на экранах компьютеров.

Точные фракталы очень упорядочены, так что один и тот же базовый узор повторяется точно в каждом масштабе и может обладать пространственной симметрией, такой как у снежинок.

Статистические фракталы, напротив, повторяются аналогичным, но не точным образом в масштабе и не обладают пространственной симметрией, как это видно на береговой линии, облаках, горах, реках и деревьях. Обе формы появляются в искусстве во многих культурах.

«Эстетический опыт просмотра фракталов природы обладает огромными потенциальными преимуществами, начиная от снятия стресса и заканчивая восстановлением умственной усталости», – сказал соавтор Ричард Тейлор, профессор и глава физического факультета Университета штата Вашингтон. «Природа предоставляет эти преимущества бесплатно, но мы все чаще оказываемся в окружении городских пейзажей, лишенных фракталов. Это исследование показывает, что включение фракталов в городскую среду может принести пользу с самого раннего возраста».

Фигуры ангелов и дьяволов, вплотную примыкая друг к другу, заполняют плоскость. При движении от центра гравюры к ее краю фигуры уменьшаются, превращаясь в бесконечное множество фигурок, невидимых невооруженным глазом на самом краю. Этот замечательный орнамент основан на вполне математической идее – известной из евклидовой модели неевклидовой гиперболической плоскости, придуманной Анри Пуанкаре | Эшер

Несмотря на различия в предпочтениях взрослых и детей, общая тенденция была схожей. Более предпочтительны точные шаблоны с большей сложностью, в то время как предпочтение статистическим шаблонам достигает пика при низкой или средней сложности, а затем уменьшается с увеличением сложности.

Согласно заявлению команды Университета Орегона, им удалось исключить возможность того, что возрастные стратегии восприятия или предубеждения могли определять различные предпочтения.

«Мы обнаружили, что люди предпочитают наиболее распространенный естественный паттерн, статистические фрактальные паттерны низкой или средней сложности, и что это предпочтение не связано и не меняется в зависимости от десятилетий воздействия природы или индивидуальных различий в том, как мы обрабатываем изображения», – сказала Роблес.

Читайте также:

Теперь самая большая из когда-либо сделанных фотографий – это брокколи Романеско

Брокколи Романеско организованы, как фрактал. Их структура самовоспроизводится. Бутоны распределяются по логарифмической спирали, а количество спиралей всегда является числом Фибоначчи, которое связано с золотым сечением. Они также богаты витамином С и К. И все это сделано с помощью новой камеры, которая позволяет увидеть мяч для гольфа с высоты 25 км.

Обсерватория Веры К. Рубин в Чили откроет новое важное окно во Вселенную, и решающее значение для этого имеет ее камера. Матрица сенсоров делает ее самой большой цифровой камерой в мире, способной делать цифровые фотографии с разрешением 3200 мегапикселей… Читать далее

Фото Природные узоры в Адлере

Питание в отеле

Бассейн

Автостоянка

Интернет Wi-Fi

Работает круглогодично

Баня, сауна

Территория, двор

Спутник/кабель ТВ

Собственный пляж

Детская площадка

Конференц-зал

Проживание с животными

Дети любого возраста

Круглосуточная регистрация

Терминал для оплаты картой

Основы фотосъемки «Природные узоры», цифровой монтаж

Природа дарит нам богатый ковер объектов съемки и предлагает приятную смену обстановки тем фотографам, кто устал от городских пейзажей

Флора и фауна на фото

Повторение форм в мире природы может быть удивительным и стоит часов творческого исследования. Идет ли речь об однородном рисунке, создаваемом цветами или листьями, о стадах животных или стаях птиц в движении, узор может возникнуть там, где вы менее всего его ожидаете. Настройте вашу камеру на сьемку близких и дальних предметов, подготовка к съемкам упомянутых объектов может быть затруднительной без многоцелевого зум- объектива и макрофункции.

Проблема безграничности вариантов решается съемкой нескольких версий одной и той же фотографии, чтобы позднее можно было выбрать лучшую из них. При съемках крупным планом экспери-ментируйте с наклоном камеры, создайте несколько композиций, добавьте графики в ваши снимки, создав диагональные линии, которые тянутся из одного угла кадра в другой.

Облака и вода на фото

Бесконечные варианты могут быть найдены при тщательном наблюдении за облаками, водой, движущимися песками на морском берегу. Каждое изменение погоды, прилив, отлив или смена времени суток приводят к изменению пейзажа. Великолепные фотографии всегда могут быть сделаны в хорошую погоду и при хорошем свете, но если вы рискнете выйти на улицу в изменчивую погоду, можно угодить на настоящий визуальный пир. Очертания пейзажа выглядят предсказуемыми и шаблонными если снимать его как статическую сцену. В то же время, если добавить в него элемент движения, он станет более эффектным.

Использование длительной выдержки или экспозиции в режиме В означает, что вы можете запечат-леть постепенное движение облаков по небу или поток движущейся по скалам воды. Одним из приемов, который стоит попробовать, является мультиэкспозиция одного и того же кадра, при которой нормальная экспозиция делится на четыре или больше менее продолжительных экспозиций. Как при цейтраферной фотосъемке, но в рамках одного кадра, изменения записываются как слои, один поверх другого.

Детали в фотоистории

Фотографии деталей являются жизненно необходимыми для оформления любого глянцевого журнала. Задуманные для того, чтобы более тщательно продемонстрировать объект, детали помогают читателю лучше и глубже почувствовать суть сюжета. Рисунки и фактура, найденные на своем месте, могут стать источником изображений деталей, пусть даже маленьких и незначительных, и обязательно должны занимать весь кадр, вне зависимости от того, будут ли обрезаны края.

Съемка для цифрового монтажа

Узоры и фактура могут стать важными элементами проектов цифрового монтажа, превращаясь в связующий элемент этого трюкаческого искусства. Многие коллажи создаются с использованием в качестве основы утонченной фактуры, которая делает фотоработу еще более интересной. Ключевым для такого рода снимков является умение сделать так, чтобы узор не слишком бросался в глаза, а, напротив, становился тонкой, но в то же время незабываемой частью изображения. Грубая фактура камня, песка и ткани может стать необычной добавкой к цифровым фотографиям, которые выглядят слишком отполированными и совершенными.

Природные узоры — ECstep

Природные узоры

Узоры в природе — это видимые правильные формы, встречающиеся в мире природы. Шаблоны иногда можно смоделировать математически, и они включают симметрии, деревья, спирали, меандры, волны, пену, мозаику, трещины и полосы.

Математика, физика и химия могут объяснить закономерности в природе на разных уровнях. Образцы живых существ выражают лежащие в основе биологические процессы. В исследованиях формирования паттернов используются компьютерные модели для моделирования широкого спектра паттернов.

В 1202 году Леонардо Фибоначчи ввел последовательность чисел Фибоначчи . Оказывается, простые уравнения, включающие числа Фибоначчи, могут описать большинство сложных спиральных структур роста, встречающихся в природе.

Бельгийский физик Джозеф Плато (1801–1883) сформулировал математическую задачу о существовании минимальной поверхности с заданной границей, которая теперь носит его имя. Он интенсивно изучал мыльные пленки и сформулировал законов Плато , которые описывают структуры, образованные пленками в пенах.

Немецкий психолог Адольф Цейзинг (1810–1876) утверждал, что золотое сечение выражается в расположении частей растений, в скелетах животных и узорах ветвления их вен и нервов, а также в геометрии. кристаллов.

Эрнст Геккель (1834–1919) нарисовал прекрасные иллюстрации морских организмов, в частности радиолярий, подчеркивая их симметрию, чтобы поддержать свои псевдодарвиновские теории эволюции.

Американский фотограф Уилсон Бентли (1865–1931) сделал первую микрофотографию снежинки в 1885 году.

Д’Арси Томпсон впервые начал изучать рост и форму в своей книге 1917 года.

В 1952 году Алан Тьюринг (1912–1954), более известный своими работами по вычислениям и взлому кода, написал «Химические основы морфогенеза», анализ механизмов, которые потребуются для создания закономерностей в живых организмах в процессе. называется морфогенез .Он предсказал колебательные химические реакции, в частности реакция Белоусова-Жаботинского . Эти механизмы активатор-ингибитор могут, как предположил Тьюринг, генерировать паттерны полос и пятен у животных и вносить вклад в спиральные паттерны, наблюдаемые в филлотаксисе растений .

В 1968 году венгерский биолог-теоретик Аристид Линденмайер (1925–1989) разработал L-систему , формальную грамматику, которую можно использовать для моделирования моделей роста растений в стиле фракталов.L-системы имеют алфавит символов, которые можно комбинировать с помощью производственных правил для построения более крупных цепочек символов, а также механизм для преобразования сгенерированных строк в геометрические структуры. В 1975 году, после столетий медленного развития математики закономерностей Готфрид Лейбниц , Георг Кантор , Хельге фон Кох ( снежинка Коха ), Вацлав Серпинский и другие, Бенуа написал Мандельброт знаменитая статья «Какова длина побережья Британии?» Статистическое самоподобие и дробное измерение, кристаллизующее математическое мышление в концепцию фрактала и набора Мандельброта .

Причины

Живые существа, такие как орхидеи, колибри и хвост павлина, имеют абстрактный узор с красотой формы, узора и цвета, которые художники с трудом подбирают. Красота, которую люди воспринимают в природе, имеет причины на разных уровнях, в частности, в математике, которая определяет, какие модели могут физически формироваться, и среди живых существ в результате естественного отбора, который определяет эволюцию моделей.

Математика стремится открывать и объяснять абстрактные закономерности или закономерности всех видов.Визуальные паттерны в природе находят объяснение в теории хаоса, фракталах, логарифмических спиралях, топологии и других математических паттернах. Например, L-системы формируют убедительные модели различных закономерностей роста деревьев.

Законы физики применяют абстракции математики к реальному миру, часто как если бы он был совершенен. Например, кристалл идеален, когда он не имеет структурных дефектов, таких как дислокации, и полностью симметричен. Точное математическое совершенство может только приблизиться к реальным объектам.Видимые закономерности в природе подчиняются физическим законам; например, меандры можно объяснить с помощью гидродинамики.

В биологии естественный отбор может вызывать развитие паттернов у живых существ по нескольким причинам, включая маскировку, половой отбор и различные виды сигналов, включая мимикрию и очищающий симбиоз. У растений формы, цвета и узоры опыляемых насекомыми цветов, таких как лилия, эволюционировали, чтобы привлекать насекомых, таких как пчелы. Радиальные узоры из цветов и полос, некоторые из которых видны только в ультрафиолетовом свете, служат проводниками нектара, которые можно увидеть на расстоянии.

Виды выкройки

Симметрия

Симметрия широко распространена в живых существах. Животные в основном имеют двустороннюю или зеркальную симметрию , как и листья растений и некоторые цветы, такие как орхидеи. Животные, которые движутся в одном направлении, обязательно имеют верхнюю и нижнюю стороны, концы головы и хвоста, а значит, и левую, и правую. Голова приобретает особую форму рта и органов чувств (цефализация), а тело становится двусторонне симметричным (хотя внутренние органы не обязательно должны быть такими).

Растения часто имеют радиальную или вращательную симметрию , как и многие цветы и некоторые группы животных, такие как морские анемоны.

Вращательная симметрия также встречается в различных масштабах среди неживых существ, включая всплеск в форме короны, образующийся при падении капли в пруд, а также сфероидальную форму и кольца такой планеты, как Сатурн.

Радиальная симметрия подходит таким организмам, как морские анемоны, взрослые особи которых не двигаются: пища и угрозы могут прибывать с любого направления.

Пятикратная симметрия встречается у иглокожих, группы, которая включает морских звезд, морских ежей и морские лилии. Причина пятичастной (пятилучевой) симметрии иглокожих вызывает недоумение. Ранние иглокожие были билатерально симметричны, как и их личинки. Самралл и Рэй утверждают, что потеря старой симметрии имела как связанные с развитием, так и экологические причины.

Среди неживых существ снежинки имеют поразительную шестикратную симметрию : структура каждой чешуи формирует запись о различных условиях во время ее кристаллизации, с почти одинаковым рисунком роста на каждом из шести ее плеч.

Кристаллы в целом обладают разнообразной симметрией и типом кристаллов; они могут быть кубическими или октаэдрическими, но настоящие кристаллы не могут иметь пятикратную симметрию (в отличие от квазикристаллов).

Наука, лежащая в основе природных узоров |
Наука

Завиток хвоста хамелеона, спираль чешуи сосновой шишки и рябь, создаваемая ветром, движущимся песчинками, — все это может привлечь внимание и заинтриговать разум. Когда Чарльз Дарвин впервые предложил теорию эволюции путем естественного отбора в 1859 году, это побудило энтузиастов науки найти причины естественных закономерностей, наблюдаемых у наземных животных, воздушных птиц и морских обитателей.Они с нетерпением предполагали, что оперение павлина, пятна акулы должны служить какой-то адаптивной цели.

Тем не менее, один человек увидел во всем этом «безудержный энтузиазм», — пишет английский ученый и писатель Филип Болл в своей новой книге « Образцы в природе: почему мир природы выглядит так, как он есть» . Шотландский зоолог Д’Арси Вентворт Томпсон был вынужден опубликовать свой собственный трактат в 1917 году, в котором объяснялось, что даже творческие способности природы ограничены законами, порождаемыми физическими и химическими силами.Идеи Томпсона не противоречили теории Дарвина, но они указали на то, что играли другие факторы. В то время как естественный отбор может объяснить , почему полос тигра — стратегия слияния с тенями на лугах и лесах — способ, которым химические вещества распространяются через развивающиеся ткани, может объяснить , как пигмент попадает в полосы темноты и света, поскольку а также почему подобные узоры могут возникать на морском анемоне.

В книге Patterns in Nature Болл привносит в него свой опыт физика и химика, а также более 20 лет опыта работы редактором научного журнала Nature .Его первая книга, опубликованная в 1999 году ( The Self-Made Tapestry ), и трилогия, опубликованная в 2009 году ( Nature’s Patterns: Shapes, Flow, Branch ), исследуют тему природных узоров, но ни одна из них не имеет столь богатой визуализации. как его последний.

Яркие фотографии в книге жизненно важны, объясняет Болл, потому что некоторые закономерности можно полностью оценить только путем повторения. «Когда вы видите несколько из них бок о бок в великолепных деталях, вы начинаете понимать, как природа берет тему и работает с ней», — говорит он.

Объяснения, которые предлагает Болл, просты и изящны, например, когда он объясняет, как промокший участок земли может высохнуть в потрескавшийся ландшафт. «Сухой слой на поверхности пытается сжаться по сравнению с все еще влажным слоем ниже, и земля становится повсюду напряженной», — пишет он.

Тем не менее, он предлагает достаточно деталей, чтобы заинтересовать ученых и художников. Потрясающие фотографии были отобраны дизайнерами Marshall Editions, издателя Quarto Group в Лондоне, который передал лицензию на издание изданию University of Chicago Press.

Болл рассказал Smithsonian.com о своей книге и вдохновении.

Что такое узор?

Я специально оставил это в книге несколько двусмысленным, потому что кажется, что мы знаем это, когда видим. Традиционно мы думаем о узорах как о чем-то, что просто повторяется снова и снова в пространстве одинаковым образом, как узор на обоях. Но многие закономерности, которые мы видим в природе, не совсем такие. Мы чувствуем, что в них есть что-то регулярное или, по крайней мере, не случайное, но это не означает, что все элементы идентичны.Я думаю, что очень знакомым примером этого могут быть полосы зебры. Каждый может распознать это как узор, но ни одна полоса не похожа на любую другую.

Я думаю, мы можем убедить нас в том, что все, что не является чисто случайным, имеет какой-то узор. В этой системе должно быть что-то, что отделяло ее от чистой случайности или, в другой крайности, от чистой однородности.

Почему вы решили написать книгу о природных узорах?

Сначала это было результатом работы редактором в Nature .Там я увидел, что в журнале — и в научной литературе в более широком смысле — проходит много работы по этой теме. Что меня поразило, так это то, что это тема, не имеющая каких-либо естественных дисциплинарных границ. Люди, которые интересуются такими вопросами, могут быть биологами, математиками, физиками или химиками. Это мне понравилось. Мне всегда нравились предметы, не соблюдающие эти традиционные границы.

Но я также думаю, что это были визуальные эффекты.Узоры такие яркие, красивые и замечательные.

Тогда в основе этого аспекта лежит вопрос: как природа без какого-либо плана или дизайна объединяет воедино подобные модели? Когда мы создаем выкройки, это потому, что мы так спланировали, расставляя элементы на свои места. В природе нет планировщика, но каким-то образом природные силы сговариваются, чтобы создать что-то, что выглядит довольно красиво.

У вас есть любимый образец узора в природе?

Возможно, один из самых известных, но на самом деле один из самых замечательных — это узор снежинки.У всех них одна и та же тема — шестигранная шестиугольная симметрия, и все же в этих снежинках просто кажется бесконечное разнообразие. Это такой простой процесс, который входит в их формирование. Это замерзание водяного пара из влажного воздуха. В этом нет ничего больше, но каким-то образом он создает этот невероятно сложный, детализированный, красивый узор.

Другая система, которая снова и снова возникает в разных местах, как в живом, так и в неживом мире, — это паттерн, который мы называем структурами Тьюринга.Они названы в честь Алана Тьюринга, математика, заложившего основы теории вычислений. Его очень интересовало, как образуются узоры. В частности, его интересовало, как это происходит в оплодотворенной яйцеклетке, которая, по сути, представляет собой сферическую клетку, которая каким-то образом превращается в нечто столь же сложное, как человеческий, по мере роста и деления.

Тьюринг выдвинул теорию, которая, по сути, объясняла, как целая куча химических веществ, которые как бы плавают в космосе, могут взаимодействовать, создавая различия от одного бита пространства к другому.Так появятся семена узора. Он выразил этот процесс в очень абстрактных математических терминах.

Теперь кажется, что что-то подобное может быть ответственно за узоры, которые формируются на шкурах животных, а также за некоторые узоры, которые мы видим и у насекомых. Но он также появляется в некоторых совершенно иных системах, в песчаных дюнах и песчаных волнах, образующихся после того, как ветер унес песок.

В своей книге вы упоминаете тот факт, что наука и математика еще не полностью объяснили некоторые из этих закономерностей.Вы можете привести пример?

Мы действительно поняли, как снежинки получают эти разветвленные образования с 1980-х годов, хотя люди изучали и размышляли над этим вопросом в течение нескольких сотен лет. Но даже сейчас остается загадкой, почему каждая рука снежинки может быть в значительной степени идентична. Это похоже на то, как если бы одна рука могла общаться с другими, чтобы убедиться, что они растут особым образом. Это все еще удивительно.

Новые формы паттернов открываются почти так же быстро, как мы можем найти объяснения.В полузасушливых регионах мира есть странные узоры растительности, где есть участки растительности, разделенные участками голой земли. Похоже, что за ними тоже стоит механизм типа Тьюринга, но это понимание тоже появилось совсем недавно.

Что, по вашему мнению, читатели найдут в книге?

Когда я начал изучать эту тему, я начал видеть повсюду закономерности. Я помню, когда в 1999 году я был на полпути к написанию своей первой книги и был на пляже в Уэльсе, я внезапно понял, что повсюду были узоры.В облаках и небе были разные узоры, в море были узоры волн и так далее. В воде, стекающей по песку, был другой узор. Даже сами скалы не были случайными.

Итак, вы начинаете видеть закономерности вокруг себя. Я надеюсь, что люди обнаружат, что это происходит с ними, и они оценят, насколько структурирована окружающая нас структура. В этом просто великолепие и радость.

Топ-10 закономерностей, встречающихся в природе | Fibonacci serie

Природа — из-за огромного разнообразия форм и структуры всегда была вдохновляющей музой множества писателей, художников и поэтов.Что, возможно, менее известно, так это то, что это огромное разнообразие форм и структур приятно удивляло, заинтриговало и взволновало большое количество математиков, которые всегда пытались найти закономерности в огромном разнообразии природных узоров, чтобы разгадать их загадки. Чтобы оценить, может ли механизм настройки действительно рассматриваться как общий основной процесс, способствующий формированию паттернов в физике, химии и биологии, настоятельно требуется методологический сдвиг в обычном способе использования математики, при этом различная роль, которую играют химия и биология, особенно поучительна. .

1. Узоры на листьях —

Живой мир наполнен полосами и линьками контрастных цветов со скульптурными эквивалентами тех, что реализованы в виде гребней и впадин на поверхности; с моделями организации и поведения даже среди отдельных организмов. Людей уже давно искушает найти какой-то неясный «разум» за всеми этими биологическими паттернами. Эван еще в начале 20-го века, бельгийский символист Морис Метерликнк, размышлял об эффективной организации колоний пчел и термитов.

Образец листьев — это образец или метод, с помощью которого листья прикрепляются к веткам и стеблям. Ботаники обычно различают три основных типа листьев: чередующиеся, супротивные и мутовчатые. Расположение жилок на листе называется рисунком жилкования; Однодольные имеют параллельное жилкование, а двудольные — сетчатое. … В расположении противоположных листьев два листа соединяются в узле. В мутовчатом расположении три или более листа соединяются в узел.

Тип жилкования листа подразделяется на сетчатый, параллельный или дихотомический.В сетчатом жилковании жилки расположены в виде сетки, в том смысле, что все они связаны между собой, как нити сети. При параллельном жилковании все жилки меньше по размеру и параллельны или почти параллельны друг другу, хотя ряд более мелких жилок соединяет большие жилки. Параллельное жилкование встречается на листьях почти всех однодольных покрытосеменных, зародыши которых имеют одну семядоль, как у цветковых растений, таких как лилии и травы.

2. Спиральный узор —

Nautilus — еще один кропотливый мастер, который проектирует свою раковину в форме, называемой логарифмической или равноугольной спиралью (объяснение ниже).Эта точная кривая развивается естественным образом по мере увеличения раковины, но не меняет своей формы, постоянно растет, но никогда не меняет своих пропорций. Процесс самоподобного роста дает логарифмическую спираль. Мы находим ту же спираль в рогах горного барана и на пути, проложенном мотыльком, направленным к свету. Для математически наклонных людей такую ​​кривую можно кратко описать формулой R = C * (Ang), где R — радиус кривой, C — постоянная величина и (Ang) — угол, на который кривая имеет вращался.Это может дополнительно подтвердить ряд Фибоначчи.

Последовательность Фибоначчи демонстрирует определенный числовой паттерн, который возник как ответ на упражнение в первом школьном учебнике алгебры. Оказалось, что этот паттерн имеет гораздо больший интерес и важность, чем предполагал его создатель. Его можно использовать для моделирования или описания удивительного разнообразия явлений в математике и естественных науках, искусстве и природе. Математические идеи, к которым приводит последовательность Фибоначчи, такие как золотое сечение, спирали и самоподобные кривые, давно ценились за их очарование и красоту, но никто не может толком объяснить, почему они так ясно отражаются в мире искусства и искусства. природа.

Еще более захватывающим является удивительное появление чисел Фибоначчи и их относительных соотношений в областях, далеких от логической структуры математики: в природе и искусстве, в классических теориях красоты и пропорций.

Рассмотрим простейший пример геометрического роста — бесполое размножение, как у амебы. Каждый организм разделяется на два по истечении периода времени созревания, характерного для данного вида. Этот интервал варьируется случайным образом, но в определенном диапазоне в зависимости от внешних условий, таких как температура, наличие питательных веществ и так далее.Мы можем представить себе упрощенную модель, в которой в идеальных условиях все амебы разделяются после одного и того же периода роста. Получаем последовательность удвоения. Обратите внимание на рекурсивную формулу:

An = 2An

3. Pattern found in Zebra’s strips регулярность чередования темных и светлых полос на шерсти зебры или сетчатость на поверхности плодового тела гриба сморчка (разновидность гриба).Увеличивая изображение слизистой плесени, вы можете наблюдать паттерны разветвленной сети, которые появляются по мере роста плесени. В еще меньшем масштабе, увеличенном в несколько сотен раз, похожие узоры появляются на поверхности пыльцевого зерна.

Шерсть зебры чередуется контрастными участками светлой и темной пигментации. На техническом жаргоне пигментация отражает паттерны активации и торможения — подходящие термины из-за динамического процесса, который порождает паттерн. Клетки кожи, называемые меланоцитами, производят пигменты меланина, которые передаются в растущие волосы зебры.Производит ли меланоциты свой пигмент, по-видимому, определяется наличием или отсутствием определенных химических активаторов в коже во время раннего эмбрионального развития. Следовательно, структура шерсти зебры отражает раннее взаимодействие этих химических веществ, когда они проникали через кожу зародыша. С новым набором правил двумерный клеточный автомат может легко стимулировать узор шерсти и, таким образом, пролить свет на механизм формирования узора у зебры. Вернитесь к квадратной сетке и случайным образом разместите черную или белую ячейку на каждом квадрате.Сетка будет выглядеть примерно так, как крайняя левая рамка на рисунке 3. Предположим, что каждая черная ячейка представляет определенный минимальный уровень активатора пигмента. Такой случайный набор активатора или его отсутствие считается отправной точкой раннего развития рисунка шерсти.

4. Узор, найденный в сотах —

Некоторые узоры вылеплены со строгой регулярностью. По крайней мере, на первый взгляд, происхождение регулярных паттернов часто кажется легко объяснимым. Ячейки соты тысячи раз повторяют свою гексагональную симметрию.Пчела — опытный и неутомимый ремесленник с врожденной способностью измерять ширину и толщину сот, которые она строит. Хотя работа разума насекомого может сбивать с толку биологов, регулярность сот свидетельствует об удивительных архитектурных способностях медоносной пчелы.

Оси сотовых ячеек всегда квазигоризонтальны, а несвязанные ряды сотовых ячеек всегда выровнены по горизонтали (а не по вертикали). Таким образом, каждая ячейка имеет две вертикально ориентированные стенки, причем верхняя и нижняя части ячеек состоят из двух наклонных стенок.Открытый конец ячейки обычно называют верхом ячейки, а противоположный конец — дном. Ячейки немного наклонены вверх, от 9 до 14 °, к открытым концам.

5. Образец в молекулах —

Кристаллы также построены с математической регулярностью. Химик мог легко объяснить, как положительно и отрицательно заряженные ионы натрия и хлорида аккуратно располагаются в кристаллической решетке, в результате чего образуются кристаллы соли с идеальной кубической структурой.А молекулы воды, находящиеся высоко в облаках с температурой намного ниже нуля, аккуратно сливаются, образуя кристаллические снежинки в форме шестигранных звезд или шестиугольных игл.

В кристалле льда молекулы воды расположены слоями гексагональных колец. Эти слои называются базисными плоскостями кристалла, а нормаль к базисной плоскости называется осью c или оптической осью кристалла. Лед — это вода, замороженная до твердого состояния. В зависимости от наличия примесей, таких как частицы почвы или пузырьки воздуха, он может казаться прозрачным или иметь более или менее непрозрачный голубовато-белый цвет.

6. Образец найдено дюйм Seashell крышки-
Ракушки, поэтому часто украшаются смелыми узорами из полос и точек. Биологи редко задумывались о том, как эти моллюски создают красивый узор, украшающий их кальцинированные дома. Возможно, они просто предположили, что закономерности были точно определены в генетическом плане, содержащемся в ДНК моллюска.

Особым случаем формирования биологического рисунка является появление пигментного рисунка на раковинах моллюсков. Эти узоры очень разнообразны и часто очень красивы. Раковины состоят из кальцинированного материала. Животные могут увеличивать размер своего панциря только за счет нарастания нового материала вдоль краевой зоны, растущего края панциря. У большинства видов пигмент включается во время роста по краю. В этом случае формирование рисунка происходит строго линейно.Второе измерение — это протокол того, что происходит как функция времени по мере роста. Образец оболочки — это, так сказать, пространственно-временной график. Оболочки обеспечивают уникальную ситуацию, поскольку сохраняется полная история высокодинамичного процесса. Это дает возможность расшифровать этот процесс.

7. Образец найдено дюйм Эмбриональный мозг —
Эмбриональный мозг развивается, конкурирующие влияния правого и левого глаза определяют связи, которые устанавливаются в задней части мозга, зрительной коре.Кластеры нейтронов из одного или другого глаза доминируют над частями коры головного мозга в определенном порядке. Считается, что закономерности возникают потому, что нейтроны из каждого глаза конкурируют друг с другом за пространство. Первоначально проекции нейронов, исходящие из левого или правого глаза, немного различаются, и эта разница предположительно возникает случайно. Правила соревнований имеют ту же общую форму, что и правила активации и подавления пигмента шерсти зебры. Проекции нейтронов из одного глаза стимулируют и поощряют дополнительные проекции в область перед глазом.В то же время эти выступы препятствуют проецированию в эту область другого глаза. Эта местная конкуренция за недвижимость в мозгу приводит к образованию полос, напоминающих полосы зебры.

8. Образец найдено на пустыня песок —
Паттерны самоорганизации распространяются и на неживой мир. Они появляются в минеральных отложениях между слоями осадочных пород, на пути удара молнии, падающего на землю, в волнистой ряби песка на пустынной дюне.Когда на песчаные дюны действуют силы ветра, гравитации и трения, бесчисленные песчинки рикошетят и падают. Когда одно зерно приземляется, оно влияет на положение других зерен, блокируя ветер или занимая место, где могло приземлиться другое зерно. В зависимости от скорости ветра, размера и формы песчинок этот динамический процесс создает регулярный узор из полос или ряби.

9. Узор, найденный на крыле бабочки —

В небиологических физических системах самоорганизованные паттерны являются эпифеноменами, не имеющими адаптивного значения.Нет движущей силы, которая толкает облачные образования, грязевые трещины, неровности на окрашенных поверхностях или спиральные волны в определенных химических реакциях в формирование поразительных узоров, которые они демонстрируют. Однако в биологических системах естественный отбор может способствовать определенным паттернам. Определенные химические вещества в коже развивающейся зебры диффундируют и реагируют таким образом, чтобы постоянно образовывать полосы. Если бы свойства шкуры зебры или состав химических активаторов хоть немного отличались от того, что они есть на самом деле, закономерность не развивалась бы.

10. Узор, найденный в сети Паука —

Паук упаковывает свою липкую сферу в соответствии с генетически определенным рецептом для выкладки различных радиусов и спиралей сети. Личинка ручейника строит замысловатое убежище из песчинок или другого мусора, тщательно скрепленных шелком. Другой очень распространенный пример вызванной организации — соты, сделанные пчелами (рис. 5). В таких случаях в строительстве зданий действительно участвует маленький архитектор, который наблюдает за порядком и закономерностью и устанавливает их.Нет никаких «субъединиц», которые взаимодействуют друг с другом для создания паттерна; вместо этого каждое из животных действует как каменщик, измеряя, устанавливая и перемещая части на свои места.

Здесь вы можете получить хорошее представление о закономерностях в природе —

Несколько мыслей о природных узорах

Недавнее исследование, проведенное университетом Цзяо Тонг в Китае, произвело некоторый фурор (каламбур) благодаря тщательному исследованию часто встречающегося, но относительно недостаточно изученного элемента орнамента — декоративных обоев (Fu, Zhang, & Lin 2019.) Используя тест, который разработан для оценки силы когнитивных ассоциаций путем изучения задержек в задачах классификации (тест неявной ассоциации), восемьдесят желающих участников продемонстрировали сильное предпочтение с точки зрения семантической декодируемости ( присвоение значения в соответствии с соглашением ), регулярные ( повторяющихся мотивов, ) и реалистичные узоры вместо случайных и абстрактных. И хотя я не стал бы растягивать такое узкое исследование, чтобы делать общие, необоснованные предположения о грандиозном ландшафте «художественного опыта» — такое исследование может помочь нам лучше понять, почему регулярные, естественные узоры продолжают появляться на наших полотнах. .

Здесь следует отметить, что, хотя образец можно описать как различимую регулярность, естественные закономерности часто выделяются как те заметные закономерности, которые встречаются в природе независимо от человеческого уловки. Эти шаблоны можно выгодно противопоставить в определенных контекстах тому, что некоторые могут описать как «созданные руками человека» (например, закономерностям, обнаруженным с помощью абстракции, математики, познания, дизайна и языка). Однако во многих случаях существует четкое разделение между эти категории могут быть размыты или даже полностью утеряны.Один из таких случаев — искусство.

Симметрии, спирали, мозаики, фракталы, волны, пена, меандры, полосы и другие природные узоры находят свое применение в художественных начинаниях с тех пор, как наши предки впервые начали формировать камни и маркировать стены пещер. Это не должно вызывать удивления, поскольку то, что мы называем визуальным искусством, является продуктом неумолимых искателей закономерностей, которые эволюционировали, чтобы искать такие видимые закономерности в окружающей среде, чтобы информировать бесчисленные задачи прогнозирования, которые способствуют нашему выживанию и воспроизводству.Фактически, наша зависимость от видимых паттернов настолько значительна, что восприятие таких закономерностей имеет тенденцию вызывать то, что мы могли бы описать как эстетический отклик.

Ряд симметричных фигур, обнаруженных в 1949 году на северо-западной стороне острова Леванцо. Эта пещера богата граффити и гравюрами, редким свидетельством первых человеческих поселений, относящихся к концу периода палеолита.

Сегодня многие блестящие умы продолжают исследовать, почему определенные паттерны вызывают эмоционально заряженные адаптивные реакции, которые они вызывают.(Ульрих, 1983.), (Спехар, Бранка и др., 2003). И хотя кажется, что существует много убедительных идей о том, почему тот или иной образец в природе может вызывать положительный эстетический отклик, я бы сказал, что в большинстве случаев беглость обработки делает большую часть тяжелой работы. Согласно теории беглости обработки, чем более плавно воспринимающий может обрабатывать объект, тем более позитивным будет его эстетический отклик. Эта концепция представлена ​​в вышеупомянутом исследовании декоративных узоров: «Плавная обработка вызывает положительный эмоциональный отклик, который часто связывают с субъективными предпочтениями (Reber, Schwarz, et al., 2004). В этой теории считается, что беглость обработки состоит из беглости восприятия и концептуальной беглости, причем первая находится под влиянием низкоуровневых процессов, связанных с формами стимулов, а вторая — под влиянием переменных высокого уровня, таких как семантическое руководство или семантическое управление. предсказуемость (Reber, Wurtz, & Zimmermann, 2004) ».

Например, хорошо известно, что во многих
контекстах, люди демонстрируют сильное предпочтение симметричному асимметричному
или случайной формы (Jacobsen & H € ofel, 2002; Reber, Schwarz & Winkielman,
2004 г.).Многие утверждают, что это предпочтение связано с нашими ассоциациями симметрии.
с хорошим здоровьем / генетикой. (Граммер и Торнхилл, 1994; Джонс и др., 2001;
Møller & Thornhill, 1998.) Однако другие указывают на более поздние исследования
ассоциации между здоровьем и симметрией, чтобы утверждать обратное (Паунд, Николас,
et al., 2014.) В любом случае заметная закономерность, распространенная во всех
живые существа — обычно обрабатываются (когнитивно и перцептивно) с большим
легкость — часто независимо от положения и ориентации (Энквист, Магнус и
Арак, 1994).

Фракталы, еще одна форма самоподобия, также
распространены по всей природе. Они могут быть
встречается в виде деревьев, облаков и береговых линий. Через воздействие
фрактальные пейзажи природы, наши визуальные системы адаптированы для обработки фракталов
эффективно — настолько, что конкретная беглость обработки этого шаблона
прозвали фрактальной беглостью. (Тейлор, Р. П. и Спехар, 2016).

Я бы сказал, что именно наша развитая беглость с естественными паттернами позволяет эстетическому влиянию (по крайней мере частично) пережить перевод посредством «искусственных» паттерновых процессов, таких как математические модели или репрезентативные усилия, выполняемые руками опытных творцов. .Фактически, существующие исследования показали, что такие переводы действительно способны вызывать сравнимые положительные эстетические отклики с теми, которые были найдены «естественным образом». (Spehar, Branka, et al., 2003.) Простое посещение практически любого музея сегодня может стать путешествием по истории художественного применения таких визуальных закономерностей. От смелых и красочных выражений симметричных сюжетов Джорджии О’Киф до роскошных пейзажей Бирштадта, пронизанных виртуозной фрактальной листвой, искусные творцы уже давно используют природные узоры в своих эстетических целях.

Потрясающие образцы репрезентативных картин с естественными узорами от калифорнийской художницы Эммы Херст. Слева направо: Созревание, 7 × 5 дюймов, Хвост ослика, 7 × 5 дюймов, и Пробуждение, 7 × 5 ». Все масло на панели.

И хотя мы действительно находим много «успехов» с
естественный перевод рисунков в широком ландшафте изобразительного искусства,
также существует большое количество приложений, которые я бы без извинений
описать как неэффективные (если не просто бессмысленные). Эти приложения действительно
не сообщать и не переводить ощутимую, различимую регулярность
естественный узор, который подлежит быстрой обработке, а скорее попытка
переводить какой-то «извлеченный» компонент структуры паттерна или извлекать
компонент перевода.Эти запутанные преобразования НЕ МОГУТ быть
продемонстрировали сопоставимое эстетическое влияние. Такие преобразования
часто используется в области живописной композиции, служа композиционным
арматуры или конструктивные механизмы.

Два конкретных случая, которые продолжают находить поддержку среди современных креативщиков, — это золотое сечение / спираль и динамическая симметрия. В обоих случаях сторонники утверждают, что элементы могут быть извлечены из математического перевода естественного узора, сохраняя при этом эстетическое воздействие исходного узора.Кроме того, сторонники утверждают, что новое извлечение способно привнести совершенно новый контекст с некоторым эстетическим потенциалом из источника. К сожалению, тот факт, который, кажется, ускользает от тех, кто придерживается таких стратегий, заключается в том, что эстетический отклик, обнаруживаемый при восприятии исходного паттерна, не является свойством, которое равномерно распределено по всем мыслимым аспектам паттерна — не говоря уже о том, что оно может быть выделено в отрывках из переводов. .

Соответствие расположения цветков подсолнечника и спиралей шишки последовательности Фибоначчи часто выдвигается как доказательство претензий на эстетическое преимущество динамической симметрии (DS) и использования золотого сечения (GR).Стратегии переназначения эстетического воздействия этих естественных паттернов, по мнению многих сторонников DS и GR, требуют извлечения математической последовательности из наблюдаемого паттерна с последующим преобразованием в геометрическую арматуру, которая способна через выравнивание создавать новый контекст с эстетическим потенциалом, присущим оригинальному рисунку.

Кроме того, такие стратегии извлечения-переназначения компонентов перевода, похоже, упускают из виду жизненно важную роль беглости в эстетических реакциях, обнаруживаемых с естественными паттернами.Чем дальше вы продвигаетесь (в восприятии) от стимула, на который мы развили эстетические реакции, — тем более слабыми должны становиться эти ответы. Если бы такая стратегия была разумной, можно было бы переназначить любое потенциальное эстетическое воздействие с помощью извлечения, взятого из перевода стимула. Например, я мог бы написать песню о «12, 22 и 11», стремясь вызвать эстетический отклик, сравнимый с ощущением от потребления сахара. (Белое вещество, известное нам как сахар, представляет собой сахарозу, молекулу, состоящую из 12 атомов углерода, 22 атомов водорода и 11 атомов кислорода (C12h32O11).

Американский художник и писатель Канадского происхождения Джей Хэмбидж положил
продвигал свою идею динамической симметрии в 1920-х годах, в которой он утверждал, что
узоры, найденные среди растущих растений и человеческих фигур, сформировали «основные
принципы, лежащие в основе величайшего искусства, созданного до сих пор в мире ».
Однако вместо того, чтобы использовать воспринимаемые закономерности, которые, как было показано,
вызвать реальный эстетический отклик, г-н Хэмбидж снял размеры и
пропорции, такие узоры и встроили их в серию элементов дизайна
и композиционная арматура.К сожалению, его усилия были немногим больше, чем
упражнение в ошибочном разделении, вызванное фундаментальным непониманием
характер эстетических откликов. К счастью, другие смогли заметить
фатальные ошибки в его рассуждениях довольно быстро после его публикации. Автор Уильям
Блейк в своей «Критике динамической симметрии» 1921 г. заявил: «Утверждение, что
Динамическая симметрия каким-либо образом выражает сущность форм растений и животных.
без рационального основания… Попытка обосновать различия художественных
качества на различие между рациональными и иррациональными величинами, независимо от того,
длины или площади, обречена на провал — глаз бессилен
различие.Другими словами, если отбросить необоснованные утверждения г-на Хамбиджа,
мы не можем испытать эстетический отклик на то, что мы не можем
понимать.

Именно на этом этапе в большинстве моих лекций или дискуссий по
этой теме (упоминание о том, что мы не можем найти эстетических ответов на
незаметно), что кто-то неизбежно поднимает некую идею о «подсознательном
обнаружение / восприятие / стимуляция ». Они высказывают идею, что, возможно, некоторые
подсознательное влияние возникает из, казалось бы, необнаружимых аспектов
извлечены из природных узоров, которые служат их основой.Некоторые идут даже
далее и попытаться обосновать эту идею, выдвинув
всем известный «Vicary Experiment», в котором консультант по рынку Джеймс
Викари утверждал, что ему удалось увеличить продажи кока-колы и попкорна за счет
подвергая аудиторию маркетинговым сообщениям в течение 0,003 секунды (значительно ниже
порог восприятия.) К сожалению для сторонников подсознательного обмена сообщениями.
которые продолжают рекламировать эту сказку, дело в том, что она никогда не
получилось. После неудачных попыток воссоздать результаты своего
«Исследование» при нажатии, г.Викари признался, что сфальсифицировал
результаты его оригинального исследования. Что еще хуже, в интервью 1962 г.
Advertising Age, Vicary показало, что все «исследование» было обманом.
Это не означает, что подсознательное обнаружение / восприятие / моделирование в
контекст этой статьи — полная чушь. Есть много текущих исследований
на эту арену делается с большой осторожностью. Однако в настоящее время эффекты
продемонстрированные кажутся чрезвычайно преходящими и практически не похожими на
к общей концепции, продвигаемой в массовой культуре.

В общем, я ожидаю, что стены наших музеев, галерей, домов и рабочих мест по-прежнему будут содержать бесчисленные заметные отсылки и изображения природных узоров. Независимо от того, вызывают ли они положительные отклики из-за беглости обработки, выбора партнера, выбора среды обитания или чего-либо еще, что может понравиться большой серо-белой машине предсказания, такие шаблоны остаются прочно установившимся фундаментальным компонентом изобразительного искусства. Поэтому в следующий раз, когда вы обнаружите, что смотрите на холст, который доставляет вам огромное удовольствие, посмотрите, сможете ли вы определить естественный узор, который может способствовать получению опыта.

Я хотел бы выразить особую благодарность коллегам Манишу Ядаву и Майклу Карсону за их помощь и советы при написании этой статьи. Я очень благодарен за их время, знания и щедрость.

НАПИСАНО

Энтони Вайчулис

— современный художник Тромпе Л’оэйль, чьи работы были опубликованы в крупных художественных изданиях, включая The Artist’s Magazine, Fine Art Connoisseur, American Artist, American Art Review, American Art Collector, Art News и многих других.

Почему мир природы выглядит именно так: Болл, Филипп: 9780226332420: Amazon.com: Книги

«Самая красивая книга 2016 года».

— Publishers Weekly

«Эта книга-столик демонстрирует пятна, полосы, спирали, фракталы и другие замысловатые узоры, встречающиеся в мире природы».

— Живая наука

«От полос тигра до шестиугольников, образующих соты, до ряби на раздуваемом ветром песке — мир природы полон порядка и регулярности.Научный писатель Болл исследует это явление в своей новой книге « Узоры в природе » с 250 фотографиями снежинок, ракушек и многого другого. Природные узоры следуют основным принципам математики и физики, что приводит к сходству полос, спиралей, ветвей и фракталов вокруг нас. «В природе есть множество деталей, которые мы не можем увидеть», — говорит он. «Даже в том, что кажется неструктурированным, есть узор» ».

— Wall Street Journal

« Известный английский писатель-научный сотрудник Болл курирует визуально поразительную, буйно красочную фотографию самых ярких примеров «абсолютного великолепия» физических узоров в естественном мире.Он легко связывает свою работу с отрывками из истории науки, используя кусочки физики, химии и математики, чтобы показать, что, хотя закономерности в живых существах могут предложить четкие функциональные эволюционные преимущества, небольшой набор элементов дизайна, которые мы можем видеть — симметрии, ветвящиеся фракталы, спирали, плавные завихрения, пятна и полосы — исходят из базового набора организующих свойств роста и поиска равновесия. . . . Это потрясающее зрелище для любителей науки, оно обязательно вызовет чувство восхищения красотой нашей Вселенной и нашей способностью ее сфотографировать.»

— Publishers Weekly

« Эта увлекательная книга представляет собой коллекцию потрясающих фотографий, на которых запечатлены часто повторяющиеся математические закономерности в природе. Эти изображения изображают закономерности в живых существах, от пыльцы до животных, и в неживых существах, от молний до пейзажей. Изображения сопровождаются краткими, но ясными объяснениями того, как эти закономерности могут быть созданы с помощью соотношений Фибоначчи, предполагая, что они являются результатом простой самоорганизации. Отличный журнальный столик, дополняющий более раннюю серию авторов Nature’s Patterns: A Tapestry in Three Parts , в которых подробно описано, как физика и химия влияют и переплетаются с эволюцией (биологией), создавая закономерности и симметрию в природе.Эта книга — визуальный праздник, который может служить источником удивления и вдохновения для художников и естествоиспытателей, а также ученых ».

— Форбс

Филип Болл — писатель-фрилансер и телеведущий, более двадцати лет работал редактором в журнале Nature . Он регулярно пишет статьи в научных и популярных СМИ и написал множество книг о взаимодействии науки, искусства и культуры в целом, в том числе h3O: A Biography of Water и The Music Instinct. Его книга Критическая масса выиграла премию Авентис в 2005 году за научные книги. Болл также является ведущим Science Stories , серии BBC Radio 4 по истории науки. Он получил образование химика в Оксфордском университете и физика в Бристольском университете. Он живет в Лондоне.

Математика закономерностей природы

Если вы ищете дополнительную информацию о математике, лежащей в основе шаблонов, но математика не была вашим любимым предметом, вот элементарный обзор для тех из нас, кто не склонен к математике.

Чтобы узнать о математике, лежащей в основе природных узоров, посмотрите это видео. Написанный Аломом Шахом в простой манере, он обсуждает математику, лежащую в основе закономерностей, обнаруженных в природе от Пифагора до Фибоначчи.

Фибоначчи

Если вы поищете в Интернете информацию о закономерностях природы, вы найдете Фибоначчи повсюду. Так же, как его математическую формулу можно найти во всем мире природы. Khan Academy представляет три видеоурока о последовательности Фибоначчи, подробно с изображениями и простым языком.

Фибоначчи в природе

Живая наука объясняет происхождение последовательности. Все началось с того, что Фибоначчи задумался о разведении кроликов и предположил, что они живут вечно. Это настоящий скачок в создании математической формулы для определения закономерностей природы.

Соты, ядра и пчелы

Математик Томас Хейлз доказал гипотезу о сотах в 1999 году. Это примечательно.Математики веками пытались доказать это. Века! Для более глубокого изучения математики ознакомьтесь с этой статьей, написанной Хейлзом.

Музыка

На нашей выставке Природа узоров дети могут поиграть с экспонатом, демонстрирующим узоры, встречающиеся в музыке. Пифагор был первым, кто обнаружил, что музыкальная гармония, которая нам нравится, основана на закономерностях, а точнее, на соотношениях. Это минутное видео объясняет это просто.

Пена

Маленькие дети любят пускать мыльные пузыри или играть с мыльными пузырями.Они играют с одним из фундаментальных паттернов в мире природы. В этом интересном видео обсуждаются пены и пены. Основное внимание уделяется структуре пены и тому, как ее можно найти в структуре винной пробки до пены на капучино.

Трещины

Трещины не принимают во внимание, потому что они очень распространены. Часто инженеры стараются избежать этого шаблона, например, трещины в мосту, дороге или стекле. Инженеры тратят много времени, пытаясь определить, когда трещина может стать катастрофой.В этой всесторонней статье обсуждается история механики разрушения от замороженной грязи до трещиноватых горных пород.

Волны

Волны — еще один распространенный образец, встречающийся в природе. Подумайте об этом: волны можно увидеть, разбиваясь о пляж, по щелчку веревки или по звуку, проходящему через динамик. Khan Academy — наш последний источник, объясняющий физику волнового движения или возмущения, распространяющегося в пространстве. Дети могут поиграть с волнами и свойствами в CuriOdyssey.Благодаря этой игре они получают глубокое понимание физической природы волн.

Чтобы узнать интересные факты о закономерностях, которые вы видите в окружающей вас природе, прочитайте Природные узоры вокруг вас .

Список природных узоров с изображениями, иллюстрирующими их красоту, можно найти в Узорах, найденных в природе .

Законы в природе определяются языком математики. Мы надеемся, что вам понравится наша выставка «Природа узоров».

закономерностей в мире природы и природе как мера

Спирали на раковине улитки, рябь волновых течений, видимая с самолета, осторожное разветвление ветвей дерева, дельты реки или небольшие прожилки внутри листа: все это гораздо больше, чем просто совпадение, а скорее результат узорчатого дизайна мира природы.В то время как почти каждый в какой-то момент своей жизни влюблялся в естественную красоту потрясающих узоров, которые предлагает нам природа, очень немногие люди когда-либо задаются вопросом, что означают эти узоры и почему они появились.

Отсутствие шаблонов в нашем современном мире

Когда вы сравниваете образцы и дизайн природы с предполагаемым дизайном многих искусственных построек, форм землепользования и другой инфраструктуры, первое, что вы обнаружите, — это полное отсутствие эстетики, присущее индустриальному миру.Плавный изгиб реки, извивающейся через лес перед тем, как разветвляться в дельту при входе в море, — образец, который, кажется, был тщательно и осмысленно адаптирован к окружающему ландшафту.

Сравните эту закономерность с катастрофой, вызванной разрастанием городов; возводимые здания, заливка цемента, зигзагообразные улицы — все это еще больше навязывает господство нашего вида над землей, на которой мы живем. Наше индустриальное, ориентированное на потребителя общество практически не связано с моделями естественного мира, и вместо того, чтобы пытаться адаптировать нашу цивилизацию к образцам окружающего нас мира, рубрики нашего дизайна не следуют из того же набора ценности и принципы.

Рассмотрим застройку прототипа пригородного квартала. Какой-то подрядчик покупает большой участок земли, вероятно, у фермера или владельца ранчо, который больше не может платить налоги со своей земли, которую «съедает» город. Первым делом нужно вырубить большое количество деревьев, которые мешают предлагаемому плану застройки, и установить бульдозеры, чтобы выровнять участки под застройку домов и улицы.

Когда улицы застроены и начинается строительство дома, архитектор и подрядчик абсолютно не обращают внимания на природные элементы, такие как то, как расположить дом для максимального солнечного излучения или как защитить дома, которые они строят, от холода и ветра.Скорее всего, главное — это максимизация прибыльности; пытаясь вместить в подразделение как можно больше единиц. Конечным результатом обычно является унылый вид района, практически не похожий на природный узор.

Какие самые распространенные природные узоры?

В мире природы существуют десятки закономерностей, которые проявляются в разных ландшафтах, у разных растений и животных и даже на континентальных уровнях, связанных с климатическими моделями.Ниже мы рассмотрим несколько наиболее распространенных природных паттернов и их место в мире природы.
Спирали: это одни из наиболее распространенных природных узоров, встречающихся в морских ракушках, рогах барана, ДНК и других местах в природе. С точки зрения дизайна они помогают усилить поток энергии и поддерживать энергию дольше, чем прямые линии.

— Ветвей: Шаблон ветвления можно увидеть повсюду, от молний до дельт рек, жилок на листьях и, конечно же, ветвей на дереве.Этот паттерн помогает соединять и рассеивать энергию на больших площадях.

— Волны: Волновой рисунок чаще всего можно увидеть, глядя на океан сверху. Тем не менее, вы также можете увидеть волновой узор в природе, когда ветер дует через траву. С точки зрения дизайна, этот шаблон помогает увеличить преимущество, что, в свою очередь, увеличивает вашу общую продуктивность.

— Спираль Фибоначчи: Это один из самых удивительных природных узоров, который можно найти внутри некоторых цветов, таких как подсолнух, и фруктов, таких как ананас.Этот сложный спиральный узор, который имеет сложные математические реалии, также помогает максимизировать потоки энергии.

Почему природа допускает появление шаблонов?

Хотя все эти закономерности, которые появляются в мире природы, безусловно, эстетически красивы и приятны для глаз, они предлагают гораздо больше функций и целей, чем просто быть хорошим снимком для вашей страницы в Instagram.

Образцы, возникающие в Природе, существуют как способ максимизировать эффективность энергии, протекающей через мир природы, и наилучшим образом использовать доступную энергию для нужд различных форм жизни.Разработчики пермакультуры могут аналогичным образом использовать эти шаблоны либо для увеличения потока энергии, либо для его замедления, в зависимости от того, как энергия влияет на общую конструкцию вашей системы.

Природа как мера

Один из самых важных уроков, которые нам, как биологическому виду, срочно необходимо усвоить, заключается в том, что мы не можем и дальше навязывать свое высокомерие окружающему миру. Антропоцентризм, который определяет нашу нынешнюю цивилизацию, игнорирует мир природы и рассматривает его как ничто иное, как бесконечную шахту, обеспечивающую нас сырьем, которое мы хотим, и как бесконечную раковину для всасывания непрерывного потока отходов, которые мы производим.

Этот тип отношений не является устойчивым и просто не может существовать дальше. Скорее, нам нужно принять природу как свою меру; оценивая нашу жизнь и средства к существованию не по тому, насколько они могут быть экономически выгодными, а скорее по тому, как они могут лучше всего уважать границы, которые позволяют всей жизни процветать. Один из лучших способов сделать это — открыть закономерности, возникающие в мире природы, и смоделировать нашу собственную цивилизацию на основе этих усиливающих энергию природных паттернов.

.