Kovrčanje kameleonovog repa, spirala ljuske pineconea i pukotine stvorene zrncima pijeska koji se kreću vjetrom svi imaju snagu uhvatiti oko i zaintrigirati um. Kad je Charles Darwin prvi put predložio teoriju evolucije prirodnim odabirom 1859. godine, to je ohrabrilo naučne entuzijaste da pronađu razloge za prirodne obrasce koji se vide u kopnenim zvijerima, zračnim pticama i morskim bićima. Paunina šljiva, mrlje morskih pasa moraju služiti nekoj adaptivnoj svrsi, željno su pretpostavili.
Ipak je jedna osoba sve to shvatila kao "bijeg entuzijazma", piše engleski znanstvenik i pisac Philip Ball u svojoj novoj knjizi Patterns in Nature: Zašto prirodni svijet izgleda onako kako to čini . Škotski zoolog D'Arcy Wentworth Thompson gurnut je da objavi vlastiti traktat 1917. godine objašnjavajući da je čak i kreativnost prirode ograničena zakonima generiranim fizičkim i kemijskim silama. Thompsonove ideje nisu se sukobile s Darwinovom teorijom, ali oni su istakli da su ostali faktori u igri. Dok bi prirodna selekcija mogla objasniti zašto pruge tigra - strategija spajanja sa sjenama u travnjacima i šumama - način na koji se kemikalije difuzuju kroz tkivo u razvoju mogu objasniti kako pigment nastaje u tamnim i svjetlosnim trakama, kao i zašto slično obrasci se mogu nabrati na morskoj anemoni.
U časopisu Patterns in Nature, Ball donosi svoju pozadinu fizičara i kemičara kao i više od 20 godina iskustva kao urednik znanstvenog časopisa Nature . Njegova prva knjiga, objavljena 1999. ( Samostalna tapiserija ), i trilogija, objavljena 2009. ( Prirodni uzorci: oblici, tijek, grane ), istražuju temu prirodnih obrazaca, ali niti jedna slika nije toliko bogata kao njegova najnovija.
Obrasci u prirodi: zašto prirodni svijet izgleda kako to čini
KupitiŽivotne fotografije u knjizi su vitalne, pojašnjava Ball, jer se neki uzorci mogu cijeniti u cijelosti samo ponavljanjem. "Kad ugledate nekoliko njih rame uz rame sa slavnim detaljima, počinjete steći osjećaj kako priroda uzima temu i radi s njom", kaže on.
Objašnjenja koja Ball nudi su jednostavna i graciozna, kao kad objašnjava kako natopljeni komad zemlje može presušiti u ispucani krajolik. "Suhi sloj na površini pokušava se smanjiti u odnosu na još vlažni sloj ispod, a tlo se cijelom napetošću nanosi", piše on.
Ipak on također nudi dovoljno detalja kako bi mogao zaintrigirati znanstvenike i umjetnike. Zapanjujuće fotografije dizajnirali su dizajneri u Marshall Editions, izdavaču iz londonske grupe Quarto, koji je knjigu licencirao University of Chicago Press.
Ball je za Smithsonian.com govorio o svojoj knjizi i inspiracijama.
Što je točno uzorak?
Lagano sam dvosmisleno ostavio to u knjizi, namjerno, jer ima osjećaj kao da ga znamo kad ga vidimo. Tradicionalno, mi smatramo uzorke kao nešto što se samo iznova i iznova ponavlja u cijelom prostoru na identičan način, poput slikovnog uzorka. Ali mnogi obrasci koje vidimo u prirodi nisu baš takvi. Osjećamo da postoji nešto redovito ili barem ne slučajno u njima, ali to ne znači da su svi elementi identični. Mislim da bi vrlo poznati primjer toga bile pruge zebre. Svatko to može prepoznati kao uzor, ali nijedna pruga nije poput bilo koje druge pruge.
Mislim da možemo iznijeti tvrdnju da sve što nije čisto slučajno ima nekakav obrazac. Mora postojati nešto u tom sustavu što ga je izvuklo iz te čiste slučajnosti ili u drugoj krajnosti, iz čiste uniformnosti.
Zašto ste se odlučili napisati knjigu o prirodnim uzorcima?
U početku je to bila stvar urednika u Natureu . Tamo sam počeo vidjeti mnogo posla oko časopisa - i kroz širu znanstvenu literaturu. Ono što me je pogodilo je da je to tema koja nema nikakve prirodne disciplinske granice. Ljudi koje zanima ova vrsta pitanja mogu biti biolozi, možda matematičari, mogu biti fizičari ili kemičari. To mi se svidjelo. Uvijek sam volio predmete koji ne poštuju te tradicionalne granice.
Ali mislim da su to bili i vizualni predmeti. Uzorci su upravo tako upečatljivi, lijepi i izvanredni.
Tada se u temelju ovog aspekta nalazi pitanje: kako priroda bez ikakvog nacrta ili dizajna sastavlja ovako obrasce? Kad pravimo uzorke, to je zato što smo to planirali, postavljajući elemente na svoje mjesto. U prirodi nema planera, ali nekako se prirodne sile zavjere stvoriti nešto što izgleda prilično lijepo.
Imate li omiljeni primjer uzorka koji se nalazi u prirodi?
Možda je jedan od najpoznatijih, ali stvarno jedan od najistaknutijih uzorak snježne pahulje. Svi imaju istu temu - ovu šesterostruku šesterokutnu simetriju, a čini se da u ovim snježnim pahuljicama ima beskonačnu raznolikost. To je tako jednostavan proces koji ide u njihovu formaciju. To je vodena para koja se smrzava iz vlažnog zraka. Nema tu ništa više od toga, ali nekako to stvara ovaj nevjerojatno zamršen, detaljan, lijep uzorak.
Drugi sustav za kojeg pronalazimo iznova i iznova iznova i iznova na različitim mjestima, kako u živom tako i u neživom svijetu, je obrazac koji nazivamo Turingovim strukturama. Nazvani su po Alanu Turingu, matematičaru koji je postavio temelje teoriji računanja. Jako ga je zanimalo kako se obrasci oblikuju. Konkretno, zanimalo ga je kako se to događa u oplođenom jajetu, koji je u osnovi sferna stanica koja se nekako uzorkuje u nešto tako komplicirano kao što čovjek raste i dijeli.
Turing je smislio teoriju koja je u osnovi bila objašnjenje kako čitava hrpa kemikalija koje samo nekako lebde u svemiru mogu komunicirati kako bi stvorile razlike od jednog zalogaja do drugog. Na taj će način nastati sjeme uzorka. Izrazio je taj proces u vrlo apstraktnim matematičkim terminima.
Sada se čini da bi ovako nešto moglo biti odgovorno za obrasce koji nastaju na životinjskim kožama i neke obrasce koje vidimo i kod insekata. Ali također se pojavljuje u nekim sasvim različitim sustavima, u pješčanim dinama i pješčanim valovima koji nastaju nakon što je vjetar raspustio pijesak.
U svojoj knjizi spominjete činjenicu da znanost i matematika još uvijek nisu u potpunosti objasnili neke od ovih obrazaca. Možete li dati primjer?
Samo smo stvarno shvatili kako pahulje dobivaju ove razgranate formacije od 1980-ih iako su ljudi proučavali i razmišljali o tom pitanju nekoliko stotina godina. Pa ipak, čak je i sada pomalo misterija zašto svaki krak snježne pahulje može biti prilično identičan. Skoro da jedna ruka može komunicirati s ostalima kako bi se osigurala da rastu na poseban način. To je i dalje iznenađujuće.
Novi obrasci uzoraka otkrivaju se gotovo jednako brzo kao što možemo pronaći objašnjenja. U polusušnim regijama svijeta postoje čudni vegetacijski obrasci, gdje postoje mrlje vegetacije odvojene mrljama golog tla. Čini se da i oni iza sebe imaju mehanizam nalik Turingu, ali također je i to razumijevanje.
Što se nadate da će čitatelji pronaći u knjizi?
Kad sam započeo s proučavanjem ove teme, počeo sam posvuda vidjeti obrasce. Sjećam se kad sam na pola puta pisao svoju prvu knjigu 1999. godine i bio na plaži u Walesu, iznenada sam shvatio da svugdje postoje obrasci. U oblacima i na nebu bili su različiti obrasci, u moru su bili valovni uzorci i tako dalje. U vodi koja se slijevala kroz pijesak bilo je drugačije obrasce. Čak i same litice nisu bile čisto slučajne.
Dakle, počinjete vidjeti obrasce svuda oko sebe. Nadam se da će se ljudima to dogoditi i da će shvatiti koliko struktura koja nas okružuje ima uzorka. U tome je samo sjaj i radost.
