Putem crede că natura este condusă de haos și întâmplare, de parcă viața ar fi fost creată ca urmare a unei serii de coincidențe care ne-au adus acolo unde suntem astăzi. Fără a nega că acest lucru se întâmplă, în cadrul acestui haos perfect aleatoriu și imprevizibil, constatăm că un anumit sentiment de armonie încă predomină atunci când verificăm că unele dintre creațiile Universului sunt organizate în fractali.
Dar ce sunt exact fractalii? Cum se formează? Și cel mai important: sunt ele ceva mai mult decât intervenția capricioasă a sorții?
- Este fascinant pentru tine: Ce este o gaură neagră și cum se formează?
Ce sunt fractalii?
Pe scurt, atunci când vorbim despre fractali, ne referim la obiecte cu formă geometrică care, în interior, sunt la rândul lor alcătuite din modele mai mici care au aceeași formă. Reducând la scară din ce în ce mai mică, am putut observa cum această tendință se repetă la infinit , deși sunt comprimate într-un spațiu limitat.
Dacă am observa și diferite creații ale naturii, am putea vedea cum organizarea în fractali este o constantă care se repetă în mai multe cazuri .
O scurtă istorie despre fractali
Acest termen curios îl datorăm matematicianului Benoit Mandelbrot (1924 – 2010), care l-a inventat la mijlocul anilor 1970. Se spune că acest geniu al calculului născut în Polonia a găsit inspirația care l-ar conduce să descrie ce sunt fractalii în timp ce contempla linia de coastă conturând silueta insulei Marii Britanii . Așa a fost mintea curioasă a lui Mandelbrot, care a pornit să afle cât de lungă era întreaga coastă a marii insule.
Dar cum a putut găsi răspunsul la o întrebare atât de ambițioasă? La urma urmei, geografia nu s-a format după vreun tipar stabilit, ci este mai degrabă produsul a milioane de ani de profilare, cauzată de principalii agenți de erodare și, într-o măsură mai mică, de acțiunea omului. Deci, ghicitoarea lui a avut un răspuns?
Am avut-o. Deși poate părea evident, teoreticianul și-a dat seama că, dacă a folosit unități de măsură din ce în ce mai mici, lungimea litoralului a crescut, deși a rămas mereu aceeași. Curios paradox, nu-i așa? Mandelbrot a dedus din experiența sa că ar putea exista obiecte cu o formă geometrică nedefinită încă de matematică , obiecte pe care le-ar porecli „fractali”.
Cele mai caracteristice 3 trăsături ale fractalilor
Datorită naturii lor, există o serie de caracteristici care ajută la definirea a ceea ce sunt fractalii.
1. Dimensiunea în numere iraționale
Spre deosebire de alte elemente cu început și sfârșit, fractalii au o dimensiune care poate fi exprimată doar prin numere iraționale , deoarece nu se termină niciodată.
2. Fractalii nu au sfârșit
Dacă reducem distanța la care ne concentrăm asupra unui fractal la scări mai mici, vom vedea că aceste modele se întind la infinit, crescând în lungime .
3. Ei urmează tipare
Indiferent cât de aproape ne apropiem, fractalii urmează același model repetat de nenumărate ori chiar și la scară milimetrică . Atât de mult, încât aspectul multor fractali care alcătuiesc un obiect mai mare au de fapt un aspect aproape identic cu acest întreg mai mare.
10 exemple de fractali în natură
Există multe elemente a căror structură este sub formă de fractali în natură însăși sau în viața de zi cu zi, deși este adevărat că am avea nevoie de o lupă sau un microscop pentru a le putea percepe aspectul.
1. Art
Fractalii se pot manifesta și în diferite expresii artistice, atât de mult încât există deja cei care vorbesc de „artă fractală”, care poate fi creată prin programe de calculator care permit realizarea acestor figuri care îmbină știința cu arta; două discipline despre care nimeni nu le-ar fi spus vreodată că pot merge mână în mână.
2. Copaci și plante
Structura din care este compusă flora este de asemenea organizată în fractali . De la un nivel mai macro (trunchiul copacilor se ramifică în structuri mai mici, ramurile, din care răsare frunze), până la un nivel mai micro (nervii frunzelor sunt prelungiri ramificate care constituie foile menționate).
3. Broccoli romanic
Poate fi un fel de mâncare neapetisant, dar acest fel de varză reprezintă un exemplu de fractal armonizat, cu un model frumos de spirale aproape perfecte care se răsucesc în sus de la baza tulpinii de broccoli .
4. Corali
Aceste colonii de organisme care traiesc atasate de rocile fundului marii sunt organizate si in formatiuni calcaroase cu aspect ramificat si culori frumoase .
5. Cancere și tumori
Chiar și aceste mase bombate de celule sunt structurate în fractali. Aparent, se poate recunoaște dacă sunt tumori benigne sau maligne în funcție de silueta lor : cele care nu sunt dăunătoare sunt mai rotunjite, în timp ce fractalii tumorilor dăunătoare sunt mai stilizate și amorfe.
Aceste cunoștințe ar permite mari progrese în biologie, deoarece ar fi posibil să se determine întinderea întregului fractal și dacă se va răspândi în tot corpul prin metastazare.
6. Muzica
Deși nu este perceptibilă cu ochiul liber decât dacă avem o partitură tipărită, melodia muzicală este compusă și din fractali ascendenți, descendenți sau alternanți și cu tendința de a se repeta în cadrul aceleiași teme.
7. Penajul unor păsări
De exemplu, coada mare a iconicul mascul păun, care, atunci când este desfășurată pentru a atrage femele, formează un model frumos sub formă de fractali care amintesc de sute de ochi. La fel, aripile multor fluturi și molii simulează doi ochi mari ca o pasăre de pradă pentru a avertiza posibilii prădători.
8. Fulgerul
Descărcările electrice care au loc în timpul furtunilor nu sunt fulgere care cade în unghiuri perfecte, ci dimpotrivă, sunt un exemplu perfect că fractalii în natură sunt foarte prezenți . Chiar și norii pot fi considerați tipuri de fractali pufoși.
9. Râuri
Un alt exemplu foarte clar de fractali în natură poate fi găsit în felul în care albiile râurilor arată din vedere de pasăre sau pe o hartă. În unele cazuri, traseul acestor curenți de apă, din coborârea lor din munți , se bifurcă în afluenți și canale mai mici decât artera principală, care merge spre mare.
10. Sistemul circulator
Dacă ar fi să observăm rețeaua complicată de vase de sânge și nervi care se găsesc în interiorul corpului nostru, am vedea că aceste ramuri există la fel ca în trunchiurile multor copaci sau în venele frunzelor acestor plante mari.
- Puteți citi și: Cele 5 tipuri de copaci care există în natură.
