Šta ako je matematika osnovni dio prirode a ne nešto što su ljudi smislili

Priroda je nezaustavljiva sila, i to prelijepa. Gdje god da pogledate, svijet prirode je prožet zapanjujućim obrascima koji se mogu opisati matematikom. Od pčela do krvnih sudova, od paprati do očnjaka, matematika može da objasni kako nastaje takva ljepota.

Ali postoji još jedna škola mišljenja koja smatra da je matematika zapravo ono od čega je svijet napravljen. Da priroda slijedi ista jednostavna pravila, uvijek iznova, jer matematika podupire osnovne zakone fizičkog svijeta.

To bi značilo da je matematika postojala u prirodi mnogo prije nego što su je ljudi izmislili, kaže filozof Sem Baron sa Australijskog katoličkog univerziteta, piše RTS.

"Ako matematika objašnjava toliko stvari koje vidimo oko sebe, onda je malo vjerovatno da je matematika nešto što smo mi stvorili", piše Baron.

Umjesto toga, ako razmišljamo o matematici kao o suštinskoj komponenti prirode koja daje strukturu fizičkom svijetu, kao što Baron i drugi sugerišu, to bi nas moglo podstaći da preispitamo svoje mjesto u njemu umjesto da uživamo u sopstvenoj kreativnosti.

Svijet napravljen od matematike

Ovakva razmišljanja datiraju još od grčkog filozofa Pitagore (~575 – 475. p. n. e.), koji je prvi matematiku definisao kao jedan od dva jezika koji mogu da objasne arhitekturu prirode. Drugi je muzika.

Smatrao je da su sve stvari napravljene od brojeva, da je univerzum "stvoren" od matematike, navodi profesor Baron.

Više od dva milenijuma kasnije, naučnici se i dalje trude da otkriju gdje i kako se pojavljuju matematički obrasci u prirodi, kako bi odgovorili na neka velika pitanja - na primjer, zašto karfiol izgleda neobično savršeno.

"Proveli smo mnogo sati mahnito rastavljajući cvjetove karfiola, brojeći ih, mjereći uglove između njih", piše matematičar sa Univerziteta u Notingemu Etjen Farkot, koji je proučavao rast karfiola u pokušaju da razumije ovu "misterioznu sortu divljeg kupusa".

Fraktali su izuzetni, samoponavljajući obrasci koji se, pored nekih karfiola, nalaze i u listovima paprati, razgranatim krvnim sudovima i prstenovima Saturna.

Fraktali su geometrijski oblici sastavljeni od sve manjih kopija samih sebe, stvarajući očaravajuću "samosličnost" koja je beskrajno duboka.

Iako su samo matematički ili kompjuterski generisani fraktali zaista savršeni fraktali, priroda je prilično blizu.

"Ovi ponavljajući obrasci su svuda u prirodi", kaže matematičar Tomas Bric sa Univerziteta Novog Južnog Velsa u Sidneju. "U snježnim pahuljama, riječnim mrežama, cvijeću, drveću, udarima groma - čak i u našim krvnim sudovima".

Dio šarma fraktala je u tome što oni pomažu da se objasni kako se složenost rađa iz jednostavnosti. Kao što je Benoa Mandelbrot, francuski matematičar poljskog porijekla, koji je skovao termin fraktal, rekao 2010. godine: "Čuda bez dna izviru iz jednostavnih pravila koja se ponavljaju bez kraja".

Razgranati riječni sistemi takođe stvaraju skoro savršene fraktalne obrasce u pejzažu.

Ovi obrasci su toliko uporni da su u jednom slučaju arheolozi tražili fraktale koji nedostaju kako bi zaključili da su drevni Egipćani možda modifikovali riječne kanale kada su gradili piramide u blizini.

Foto: Pexels Monicore

Čini se da insekti takođe prate matematičke principe.

Znale to ili ne, pčele grade heksagonalno saće na način koji proizvodi najviše prostora za skladištenje koristeći najmanje materijala - teorija poznata kao "pretpostavka saća" koju je konačno demonstrirao američki matematičar Tomas Hejls 1999. godine.

Neke vrste cikada takođe imaju životni ciklus usmjeren ka prostim brojevima. Rojevi dvije sjevernoameričke vrste izlaze iz svojih podzemnih jazbina svakih 13 ili 17 godina, što je trik za koji naučnici misle da pomaže cikadama da izbjegnu predatore s pravilnijim ritmom.

Početkom 2021. godine, istraživači su otkrili do sada nepoznat zakon prirode: Obrazac rasta koji opisuje kako se špicasti oblici iznova i iznova formiraju u prirodi - od zuba ajkule i paukovih očnjaka do ptičjih kljunova i rogova dinosaura.

"Različitost životinja, pa čak i biljaka, koje slijede ovo pravilo je zapanjujuća", naglašava evolucioni biolog Alister Evans sa Univerziteta Monaš u Australiji u vrijeme kada su otkrili matematičku formulu, nazvanu "kaskada moći".

"Pronašli smo ga skoro svuda tragajući kroz kraljevstvo života - u životinjama koje danas postoje i onima koje su izumrle prije više miliona godina.

Još 2015. godine, naučnici su takođe bili oduševljeni što su pronašli klasičnu formulu za pi - uvijek konstantan odnos između obima kruga i njegovog prečnika - koji se krije u atomima vodonika.

Na zaobilazan način, to otkriće nas vraća na ideju da matematika pruža strukturni okvir za fizički svijet. Zanimljiva je ideja za zabavu - sve dok vam glava ne eksplodira.