Математика и природа

Обновлено:

Уважаемые посетители и читатели моего блога!

Прежде чем перейти к сути данной статьи, хочу рассказать о предыстории ее появления. Я по образованию физик и математик, много лет преподавал в школе и в ВУЗе и как-то особо не задумывался о взаимосвязи природы и математики. Давно известные истины, что количество лепестков на разных цветках равно одному из чисел Фибоначчи, что размножение клеток и бактерий происходит по геометрической прогрессии и другие, я просто и доступно рассказывал своим ученикам и студентам.

Также говорил о том, что современный уровень развития человеческого общества обусловлен математикой. Все что построено, изобретено и внедрено в нашу жизнь непосредственно определено прежде всего этой замечательной наукой. Практически все явления в природе, а также в человеческом социуме можно описать с помощью законов математики. В частности, физика описывает все явления с помощью законов, представленных в виде математических формул.

Все эти сведения понятны, с ними можно согласиться, т.к. они проверены практикой. Человек, изучая природу и находя какую-то закономерность, сопоставляет, примеряет к ней известные законы математики и делает выводы. А вот, если представить ситуацию, что не было бы человека и этой науки, то природа все равно существовала и развивалась бы по математическим законам, т.е. это в ней заложено. Философы и математики это называют математическим кодом.

То, о чем идет речь в данной статье, конечно, не является открытием в широком смысле слова. Просто раньше никогда особо не интересовался объектами природы, этому мешали всякие жизненные проблемы и обстоятельства, для решения которых приходилось тратилось почти все свое время. Сейчас, на пенсии, гуляя в различных местах, я начал более внимательнее подходить к некоторым вещам, и даже для себя делать некоторые открытия, еще раз подчеркну, открытия именно для себя.

Я обнаружил одну закономерность в растениях, а точнее в строении (структуре) растений и связал ее с геометрической прогрессией. Тщательно искал похожие публикации в Интернете, и даже хоть в чем-то аналогичный материал не нашел. Если даже найдется другой автор, зафиксировавший где то аналогичную нижеизложенную информацию, то хочу сказать, что обнаружил и дошел до этого сам. Да и на научность это не претендует, т.к. я не биолог, и выводы, представленные в данной статье, могут быть очень даже спорными, и может быть с точки зрения биологии неправильными.

А теперь, по сути, гуляя по парку Победы Московского района Санкт-Петербурга я обнаружил необычную березу. Меня очень удивило, что от одного ствола, идет раздвоение на два других, а от каждого из них снова идет такое же разветвление. Фотографию этой берёзы вы видите ниже.

У меня, как у математика, сразу возникла мысль, что это геометрическая прогрессия со знаменателем 2. Полюбовавшись и сфотографировав березу, подумал, а есть ли в парке еще такие деревья и пошел искать. К своему удивлению я обнаружил, что практически все деревья с раздвоенными стволами, правда не совсем так, как у березы на первом фото. Потом рассматривал толстые ветви на более высоких ярусах деревьев. И вижу, что в большинстве случаев прослеживается точно такая же закономерность, а именно раздвоение.

Далее я обследовал кроны деревьев и обнаружил, что и ветки в них также делятся надвое. Соответственно, я сделал вывод, что строение деревьев представляет собой геометрическую прогрессию. Ствол, ветвь, ветка растет до определенного предела, и потом в образовавшемся узле в большинстве своем делится надвое, т.е. количество ветвей и веток становится в два раза больше. С точки зрения математики – это геометрическая прогрессия знаменатель которой равен двум. Далее, я решил это проверить на других растениях, в частности на цветах. Нашел подходящий по размеру цветок и его обследовал, и обнаружил тоже самое. Представленную фотографию цветка (правда, не знаю его названия) я специально увеличил, чтобы вы увидели, что мои доводы подтвердились.

Дома, я задался вопросом, а почему так происходит, ведь в природе ничего не происходит просто так, ведь для чего-то именно так устроена структура растения? В данном случае я буду рассуждать как физик, и мои доводы с точи зрения биологии могут быть спорными. Если мою статью будет читать биолог, а точнее ботаник профессионал, то хотелось бы, чтобы он написал в комментариях, в чем я не прав, т.к. буду применять некоторые термины, которые возможно неприемлемы в биологии. Заранее благодарю его за это.

А теперь вернёмся проблеме, которую я поставил. Каждое живое существо, обладает определенной «жизненной силой (энергией)», которую оно, чтобы выжить, старается экономить. Возьмем, к примеру орла, он может летать, а точнее парить, высоко над землей. Как он экономит свои силы (энергию)? Он просто использует восходящие воздушные потоки и может часами парить, практически не делая взмахов крыльями, и в итоге это позволяет ему обнаруживать добычу. Если бы он не делал этого, а все время в полете махал бы крыльями, то естественно он терял бы силы и уставал. Ему приходилось бы куда-нибудь садиться для отдыха и тогда добыча вряд ли для него была бы достижима.

Теперь возвратимся к деревьям. Каждое дерево тоже имеет «жизненную силу», благодаря которой оно в своем главном стволе создает давление, под которым питательные вещества, растворенные в воде, поднимаются в верх по капиллярами доходят до мест раздвоения. А теперь перейдем к физике используя аналогию. Представим, что ствол и раздвоенные ветви от него – это трубы. Согласно закону Бернулли, давление жидкости из трубы распределяется на две трубы меньшего диаметра и соответственно давление в них становится меньше. Если диаметр и давление в трубах уменьшается, то скорость течения жидкости в ней увеличивается.

Таким образом в раздвоенных ветвях дерева скорость продвижения питательных веществ, растворенных в воде, увеличивается. Это физическое явление и позволяет питательным веществам достигать веток самых верхних ярусов вплоть до листьев. В итоге дерево получая от корней определенное количество энергии в виде питательных веществ распределяет ее по всем своим ветвям и веткам.

Наверное, природа делает все не просто так. Видимо с точки зрения оптимального использования энергии у растения при его росте ветви делятся на двое. Если деление происходило бы на большее число, то ему для своего роста приходилось бы затрачивать больше энергетических усилий для поднятия воды с питательными веществами по ветвям. С другой стороны, я думаю, что здесь нужно вспомнить о природном инстинкте размножения. Чем больше в кроне дерева веток и листьев, тем больше впоследствии у него появится плодов и семян. Вследствие этого и происходит сохранение своего вида.

Вот так я объяснил для чего нужна структура растения, построенная по принципу геометрической прогрессии.

Уважаемые читатели и посетители моего блога, если вы считаете, что я написал что то не так, или я не прав в чем то с точки зрения биологии, то напишите мне об этом в комментариях. Буду очень благодарен.

Понравилась статья? Поделись!

Нет комментариев

Добавить комментарий

Отправить комментарий Отменить

Сообщение