Sự đối xứng tuyệt đẹp của tự nhiên


Hàng thế kỷ qua, sự đối xứng luôn là một đề tài thu hút các nhà triết học, thiên văn học, toán học, nghệ sĩ, kiến trúc và các nhà vật lý. Người Hy Lạp cổ đại đã hoàn toàn bị ám ảnh bởi nó – và thậm chí ngày nay chúng ta cũng hướng tới sự đối xứng trong mọi mặt của cuộc sống, từ việc bố trí nội thất nhà ở cho tới tết các kiểu tóc.

Không ai chắc tại sao nó lại có một sự đặc biệt cho tới tận bây giờ như vậy hay tại sao các đặc tính toán học đằng sau nó lại có vẻ ảnh hướng tới mọi thứ xung quanh ta đến thế? Cùng điểm qua những ví dụ sau để xem xem tại sao nó lại được có những ảnh hưởng nhất định như vậy.

1. Cải xanh La Mã

Bạn có thể đã đi ngang qua những kệ cải xanh này trong cửa hàng thực phẩm và nhìn thấy nó, vì nó xuất hiện rất thường xuyên, đó là một dạng thực phẩm bị biến đổi gen. Nhưng thực tế nó chỉ là một trong số nhiều ví dụ về sự đối xứng phân dạng trong tự nhiên – cho dù là một vật bị biến đổi.

Trong hình học, một phân dạng là một mẫu phức tạp mà mỗi phần của nó đều có hình dạng giống với hình tổng thể. Chính vì thế mà đối với loại cải xanh La Mã, mỗi nhánh cải nhỏ đều có hình dạng xoắn trôn ốc giống với hình tổng thể của cây cải (chỉ là kích thước nhỏ hơn). Về cơ bản, hình dạng cây cải là một hình xoắn ốc lớn được tập hợp từ những hình xoắn ốc nhỏ hơn, các búp cải cũng là những hình xoắn ốc nhỏ.

Một cách ngẫu nhiên là cải La Mã có mối quan hệ với cả cải bông xanh và hoa lơ; mặc dù mùi vị và kết cấu của nó tương tự với hoa lơ nhiều hơn. Loại cải này cũng rất giàu carotein và các vitamin C, K, điều đó có nghĩa là nó là loại thực vật vừa có lợi cho sức khỏe lại vừa có tác dụng làm đẹp cho các bữa ăn của chúng ta.

2. Tổ ong

Không chỉ là những cái máy sản xuất mật ong đầy chất lượng mà những chiếc tổ ong còn là một khối hình học vô cùng tinh xảo. Hàng ngàn năm nay, con người vẫn luôn lấy làm kinh ngạc về khối hình lục giác hoàn hảo trong những chiếc tổ ong này và luôn tự hỏi làm thế nào những chú ong lại có thể tạo ra được  khối hình mà đến con người khi muốn tạo ra nó còn phải cần tới thước kẻ và com pa để vẽ nên. Tổ ong chính là một trường hợp của hình đối xứng trục đo, các vật thể đều được đối xứng nhau thông qua một mặt phẳng.

Làm thế nào và tại sao những con ong lại có sự say mê đối với các hình lục giác đến vậy? Các nhà toán học tin rằng nó là khối hình hoàn hảo cho phép những con ong giữ lại một số lượng mật khổng lồ trong khi chỉ phải sử dụng một lượng sáp ong tối thiểu. Các hình khối khác, ví dụ như hình tròn, đều có một kẽ hở giữa các hình với nhau nên chúng không thể nào khớp một cách hoàn toàn được.

Theo những nhà quan sát khác, những người có ít sự tin tưởng đối với sự khéo léo của loài ong thì họ nghĩ rằng hình dạng khối lục giác đó chỉ là một ‘tai nạn’. Họ cho rằng, những con ong đơn giản chỉ tạo ra các ô hình tròn và sáp ong chảy ra đã tạo thành dạng lục giác đó. Dù bằng cách nào đi nữa thì nó cũng là một sản phẩm hoàn toàn của tự nhiên và đẹp một cách đầy ấn tượng.

3. Hoa hướng dương

Các cánh hoa hướng dương được sắp xếp theo một hình tròn đối xứng và tăng dần theo một dãy số, được gọi là dãy số Fibonacci (1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 24, 55, 89, 144…).

Nếu chúng ta có thời gian ngồi đếm số cánh hoa của một bông hoa hướng dương, chúng ta sẽ thấy rằng số lượng các cánh hoa được thêm vào theo đúng một dãy số Fib. Thực tế, một số lượng lớn các loài thực vật ( trong đó có cả cải xanh La Mã) đều có số lượng cánh hoa, lá cây hay số hạt nằm trong dãy Fibonacci này, đó là lí do tại sao rất khó để tìm ra được một loại cây cỏ có 4 lá.

Đếm được số lượng các cánh hoa của hoa hướng dương có thể là điều rất khó, chính vì vậy nếu bạn muốn tự mình kiểm tra quy tắc này, hãy thử đếm số lượng cánh hoa trên những thứ lớn hơn như  cây thông, quả dứa hay cây atiso

Nhưng tại sao hoa hướng dương và các loại thực vật khác lại được sắp xếp theo những quy luật của toán học như vậy? Giống như các khối lục giác trong một tổ ong. Không cần tới những phương pháp đầy tính kỹ thuật cũng có thể chứng minh được một bông hoa hướng dương có thể được nở ra từ hầu hết các hạt giống của nó nếu như mỗi hạt được sinh ra bởi 1 góc, thường là 1 số vô tỉ.

Theo chứng minh, số vô tỉ lớn nhất là một số được gọi là tỉ lệ vàng, hay gọi là Phi, được tính bằng cách chia một số bất kỳ trong dãy số Fib cho tổng các số đứng trước nó trong dãy số để thu được 1 số gần với Phi (1.6180…). Chính vì thế, với bất cứ loài thực vật nào tuân theo dãy số Fibonacci thì sẽ có một góc  tương ứng với số Phi giữa mỗi hạt giống, lá cây, cánh hoa hoặc cành cây.

4. Vỏ ốc anh vũ

Cùng với các loài thực vật, một số loại động vật, giống như ốc anh vũ, cũng tuân theo dãy số Fibonacci. Ví dụ, vỏ ốc của một con ốc anh vũ cũng được phân chia theo một “đường xoắn ốc Fibonacci”. Đường xoắn ốc này được chia ra bới vách  ngăn của vỏ ốc có cùng một hình khối đối xứng với hình vỏ ốc bên ngoài. Ở loài ốc anh vũ này, các vách ngăn lớn dần đều này cho phép nó duy trì cùng một hình dáng trong suốt vòng đời (không giống như con người, cơ thể thay đổi tương  ứng với độ tuổi).

Thông thường cũng có những ngoại lệ đối với quy luật này – không phải mọi vỏ ốc anh vũ đều có cấu tạo theo đường trôn ốc Fibonacci. Nhưng tất cả chúng đều có cùng một kiểu đường xoáy trôn ốc tính theo logarit.

5. Động vật

Hầu hết các loài động vật đều có tính đối xứng hai bên – điều đó có nghĩa là chúng có thể được tách thành hai phần tương ứng với nhau nếu chúng quả thật được cắt ra làm đôi tại đường trung trực. Thậm chí cả con người cũng có tính đối xứng hai bên và một số nhà khoa học tin rằng sự đối xứng của một cá thể là đặc tính quan trọng nhất trong việc cho biết chúng ta có tìm ra được vẻ đẹp hình thể của chúng hay không. Nói một cách khác, nếu bạn có một gương mặt bị lệch sang một bên, tốt nhất là bạn nên hy vọng rằng mình có nhiều phẩm chất tốt đẹp khác bù đắp lại.

Một loài động vật có lẽ được cho là có một hình thể đối xứng đầy-sức-thu-hút-đối-với-muôn-loài, đó là chim công. Darwin đã từng rất lấy làm phiền muộn đối với loài chim này và ông đã viết trong một bức thư vào năm 1860 rằng: “Bất cứ khi nào tôi nhìn vào  bộ lông của một con chim công, tôi đều phát ốm lên với nó!”

Đối với Darwin, cái đuôi đó có vẻ rất gây bực mình và không tạo ra được một khả năng phán đoán nào về sự tiến hóa bởi nó không phù hợp với thuyết “biến đổi để sống sót” của ông. Ông vẫn còn phát điên lên với nó cho tới khi ông phát hiện ra thuyết “Chọn lựa giới tính”, thuyết này khẳng định rằng các loài động vật sẽ phát triển các đặc tính để tăng sự các cơ hội về giới tính của chúng. Rõ ràng loài chim công có được thứ rất đúng với “sự chọn lựa giới tính”, vì chúng đã biến đổi rất nhiều về sự thích nghi để thu hút được các quý bà, quý cô, bao gồm các màu sắc tươi sáng, một kích cỡ cơ thể to lớn, sự đối xứng trong hình thể và các mẫu  lông giống hệt nhau trên khắp cơ thể của chúng.

Nguồn: Khoa học 247.com

tieudang, Biên dịch

Categories: Tạp chí | Tags: , , , | Để lại bình luận

Điều hướng bài viết

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

Tạo một website miễn phí hoặc 1 blog với WordPress.com.

%d bloggers like this: