Geometria és alakfejlődés a természetben – Sipos András Árpád előadása videón
Hogyan írhatók le a természet alkotta formák szavak helyett a matematika eszköztárával? Milyen folyamat eredményeként jön létre a természetben egy spirál, és mi köze hozzá az evolúciónak és a csigaháznak? Ez is kiderült Sipos András Árpád építészmérnök, matematikus előadásából, amelyet a Tudományünnep+ keretében tartott.
Az írott történelem előtti művészeti alkotások, például barlangrajzok, használati eszközökbe vésett ábrák és népművészeti emlékek tanúsítják, hogy a természetben megfigyelhető geometriai formák és mintázatok a kezdetektől fogva mély érdeklődésre tartottak számot.
A modern tudomány születése matematikai eszköztárat, azaz nyelvet adott a formák tanulmányozásához. A matematikai leírás egymástól távol eső jelenségekről mutatta ki, hogy a hozzájuk köthető forma (közel) azonos.
Sipos András Árpád előadása elemi geometriai szabályokat követő rendszerekben keletkező összetett geometriai formákat mutatott be. A tudománytörténetben híres példa a Jacob Bernoulli által csodálatos spirálnak (spira mirabilis) nevezett logaritmikus spirál, amely a csigaháztól a spirális galaxisok és örvénylő ciklonok alakjáig számtalan helyen felbukkan a természetben. A spirál egy növekedési folyamat eredménye, az e folyamatot meghatározó geometriai kényszerek evolúciós szerepét a csigaházak példáján keresztül mutatta be az előadás.
További képek az előadásról a fotóra kattintva nézhetők meg Fotó: mta.hu / Szigeti TamásA koptatott szilárd testek alakfejlődése hasonló univerzalitást mutat, és a jelenséget itt is elemi geometriai törvényszerűségeket felhasználó modellekkel közelíthetjük meg. E modellek nemcsak a sivatagi kövek és a Naprendszer aszteroidáinak formai hasonlóságát, de az első ismert csillagközi aszteroida, az ’Oumuamua szinte valószerűtlen elnyúltságát és a tengerparti kavicsok lekerekített formavilágát is szemléletesen magyarázzák.
Sipos András Árpád PhD, építészmérnök, matematikus, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Morfológia és Geometriai Modellezés Tanszékének vezetője, a HUN-RES-BME Morfodinamika Kutatócsoport tudományos főmunkatársa. Kutatási területe a vékony rudak és héjak mechanikája, a természeti formák morfológiája, az evolúciós és geometriai parciális differenciálegyenletek analitikus és numerikus vizsgálata.
