domenica 1 febbraio 2015

La matematica frattale e la geometria presente in natura

Un paio di giorni fa su consiglio di un amico ho conosciuto una nuova parte della matematica che sinceramente non conoscevo, la matematica frattale.
Il frattale è un oggetto geometrico che si ripete nella sua forma allo stesso modo su scale diverse e quindi ingrandendo una qualunque sua parte si ottiene una figura simile all'originale. 
Secondo alcuni biologi, come Brian J. Enqvist, il mondo naturale non è causale e caotico, anzi segue uno schema ben preciso che può essere descritto attraverso i frattali e, grazie ad essi, l'uomo potrebbe capire a fondo la natura.
Infatti nel mondo naturale ci sono già molti esempi di frattali, come la struttura delle venature di una foglia che riflette quella dei rami dell'albero, ma anche analizzando una semplice radiografia di un braccio possiamo notare la presenza di schemi geometrici: infatti, ponendo l'attenzione sugli arti superiori, si individuano un osso nel braccio collegato a due ossa nell'avambraccio, otto ossa nel polso, cinque nella mano ed infine tre ossa per ogni dito.


Disponendo questi numeri in ordine crescente otteniamo sorprendentemente la parte iniziale della successione di Fibonacci, ovvero una serie di numeri in cui ognuno è la somma dei due numeri che lo precedono.
Se si riportano questi numeri su un grafico si ottiene una spirale (video costruzione spirale), la cui curva ad arco è presente frequentemente in natura, come la struttura di una pigna o il guscio del nautilus.
Inoltre se prendiamo un qualsiasi numero della serie di Fibonacci e lo si divide per quello precedente otterremo sempre lo stesso rapporto pari a 1.618; questa grandezza è conosciuta in matematica con il nome di sezione aurea.
Anche questo elemento matematico si ripete nella natura, per esempio la differenza di lunghezza tra l'avambraccio e la mano è pari alla sezione aurea oppure nel nostro DNA il rapporto tra la lunghezza di un solo giro di elica e l'ampiezza della molecola è proprio pari a 1.618.
Quindi l'obiettivo degli scienziati è proprio quello di individuare uno schema o un modello di funzionamento in natura che aiuterebbe l'umanità, non solo a comprendere a fondo il mondo naturale, ma anche a prevedere qualcosa nel mondo.
fonte: it.wikipedia.org


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