Keriting ekor bunglon, lingkaran timbalan pinecone dan riak-riak yang dicipta oleh angin bergerak bijirin pasir semua mempunyai kuasa untuk menangkap mata dan intrik fikiran. Apabila Charles Darwin pertama kali mencadangkan teori evolusi oleh pemilihan semulajadi pada tahun 1859, ia menggalakkan peminat sains untuk mencari sebab-sebab pola semulajadi yang dilihat dalam binatang-binatang di darat, burung-burung di udara dan makhluk-makhluk laut. Burung bulu burung merak, bintik-bintik ikan hiu mesti semua menghidangkan beberapa tujuan penyesuaian, mereka dengan semangat mengagumi.
Namun satu orang melihat semua ini sebagai "semangat melarikan diri, " menulis saintis Inggeris dan penulis Philip Ball dalam buku barunya, Corak dalam Alam: Mengapa Dunia Alam Sepertimana Jalan Ia . Ahli zoologi Scotland D'Arcy Wentworth Thompson ditolak untuk menerbitkan risalahnya sendiri pada tahun 1917 yang menjelaskan bahawa walaupun kreativiti alam dikekang oleh undang-undang yang dihasilkan oleh kuasa fizikal dan kimia. Idea Thompson tidak bertentangan dengan teori Darwin, tetapi mereka menegaskan bahawa faktor lain sedang bermain. Sedangkan pilihan semulajadi mungkin menjelaskan kenapa jalur harimau-strategi untuk bergaul dengan bayang-bayang di padang rumput dan hutan - cara bahan kimia yang meresap melalui tisu berkembang dapat menjelaskan bagaimana pigmen berakhir dalam kumpulan gelap dan terang, serta mengapa sejenis corak boleh timbul di anemon laut.
Dalam Corak dalam Alam, Bola membawa latar belakangnya sendiri sebagai ahli fizik dan ahli kimia untuk menanggung serta lebih dari 20 tahun pengalaman sebagai editor untuk jurnal sains Alam . Buku pertamanya, yang diterbitkan pada tahun 1999 ( The Self-Made Tapestry ), dan trilogi yang diterbitkan pada tahun 2009 ( Pola Alam: Bentuk, Aliran, Cawangan ), meneroka subjek corak semula jadi, tetapi tidak mempunyai visual yang kaya dengan yang terkini.
Corak dalam Alam: Mengapa Alam Semulajadi Memandang Jalan Itu Ia
BeliGambar-gambar yang jelas dalam buku ini sangat penting, Ball menjelaskan, kerana beberapa corak hanya dapat dihargai sepenuhnya melalui pengulangan. "Apabila anda melihat beberapa daripadanya bersebelahan dengan terperinci yang mulia, anda mula memahami bagaimana alam mengambil tema dan berjalan dengannya, " katanya.
Penjelasan yang ditawarkan oleh Ball adalah mudah dan anggun, seperti ketika dia menerangkan bagaimana patch tanah yang basah dapat kering menjadi lanskap retak. "Lapisan kering di permukaan cuba mengecil berbanding dengan lapisan lembap yang masih lembab di bawah, dan tanah menjadi serbuk dengan ketegangan sepanjang, " katanya.
Namun, dia juga menawarkan maklumat yang cukup untuk para saintis dan seniman yang mengganggu. Gambar-gambar yang menakjubkan telah direkayasa oleh para pereka di Marshall Editions, penerbit di Quarto Group di London, yang melisensikan buku itu ke University of Chicago Press.
Ball bercakap kepada Smithsonian.com tentang buku dan inspirasi beliau.
Apa sebenarnya corak?
Saya membiarkannya sedikit samar dalam buku itu, dengan tujuan, kerana ia berasa seperti kita tahu apabila kita melihatnya. Secara tradisinya, kita memikirkan corak sebagai sesuatu yang hanya berulang-ulang sekali lagi di ruang angkasa dengan cara yang sama, semacam corak wallpaper. Tetapi banyak pola yang kita lihat dalam alam semula jadi tidak begitu seperti itu. Kami rasa ada sesuatu yang biasa atau sekurang-kurangnya tidak rawak tentang mereka, tetapi itu tidak bermakna bahawa semua elemen adalah sama. Saya fikir contoh yang sangat biasa akan menjadi jalur zebra. Semua orang boleh mengenalinya sebagai corak, tetapi tiada jalur seperti jalur lain.
Saya fikir kita boleh membuat kes untuk mengatakan bahawa apa-apa yang tidak semata-mata rawak mempunyai corak jenis di dalamnya. Harus ada sesuatu dalam sistem yang telah menariknya dari rawak yang murni atau yang lain melampau, dari keseragaman tulen.
Mengapa anda membuat keputusan untuk menulis buku mengenai corak semula jadi?
Pada mulanya, ia adalah hasil daripada menjadi editor di Alam . Di sana, saya mula melihat banyak kerja yang datang melalui jurnal-dan melalui kesusasteraan saintifik yang lebih luas-mengenai topik ini. Apa yang melanda saya ialah topik yang tidak mempunyai sempadan disiplin semulajadi. Orang yang berminat dengan jenis soalan ini mungkin ahli biologi, mungkin ahli matematik, mereka mungkin ahli fizik atau ahli kimia. Itu merayu kepada saya. Saya sentiasa menyukai mata pelajaran yang tidak menghormati sempadan tradisional.
Tetapi saya fikir ia juga adalah visual. Coraknya begitu menarik, cantik dan luar biasa.
Kemudian, asas yang menjadi persoalan ialah persoalan: Bagaimanakah alam semula jadi tanpa apa-apa jenis cetak biru atau reka bentuk menyusun pola seperti ini? Apabila kita membuat corak, itu adalah kerana kita merancangnya dengan cara itu, meletakkan unsur-unsur ke tempatnya. Secara semula jadi, tidak ada perancang, tetapi entah bagaimana pasukan alam bersekongkol untuk membawa sesuatu yang kelihatan cukup indah.
Adakah anda mempunyai contoh kegemaran corak yang terdapat dalam alam semula jadi?
Mungkin salah satu yang paling biasa tetapi benar-benar salah satu yang paling luar biasa ialah corak kepingan salji. Mereka semua mempunyai tema yang sama-simetri hexagonal enam kali ganda ini dan masih terdapat pelbagai kepelbagaian dalam salji salji ini. Ia adalah satu proses mudah yang masuk ke dalam pembentukan mereka. Ia adalah pembekuan wap air daripada udara lembap. Tiada apa-apa lagi daripada itu tetapi entah bagaimana ia mewujudkan corak yang sangat rumit, terperinci, cantik ini.
Satu lagi sistem yang kita temui tumbuh lagi dan lagi di tempat-tempat yang berlainan, baik dalam kehidupan dan dunia yang tidak hidup, adalah corak yang kita sebut struktur Turing. Mereka dinamakan sempena Alan Turing, ahli matematik yang meletakkan asas bagi teori perhitungan. Dia sangat berminat dengan cara bentuk corak. Khususnya, dia berminat dengan bagaimana ia berlaku dalam telur yang disenyawakan, yang pada dasarnya merupakan sel sfera yang entah bagaimana mendapat corak menjadi sesuatu yang rumit sebagai manusia ketika ia tumbuh dan membelah.
Turing datang dengan teori yang pada dasarnya penjelasan tentang bagaimana sekumpulan bahan kimia yang hanya jenis terapung di dalam ruang dapat berinteraksi untuk membuat perbezaan dari satu bit ruang ke yang berikutnya. Dengan cara ini, benih pola akan muncul. Beliau menyatakan proses itu dalam istilah matematik yang sangat abstrak.
Sekarang, nampaknya sesuatu seperti ini mungkin bertanggungjawab terhadap pola yang terbentuk di atas kulit binatang dan beberapa pola yang kita lihat dalam serangga juga. Tetapi ia juga muncul dalam beberapa sistem yang agak berbeza, di pasir pasir dan riak pasir yang membentuk selepas angin telah ditiup pasir.
Dalam buku anda, anda menyebut fakta bahawa sains dan matematik belum menjelaskan beberapa corak ini. Bolehkah anda memberi contoh?
Kami hanya benar-benar memahami bagaimana salji salji mendapatkan formasi bercabang sejak 1980-an walaupun orang telah mempelajari dan memikirkan soalan itu selama beberapa ratus tahun. Namun sekarang ini adalah sedikit misteri mengapa setiap lengan kepingan salji boleh menjadi sama banyak. Ia hampir seolah-olah satu lengan boleh berkomunikasi dengan orang lain untuk memastikan mereka berkembang dengan cara yang istimewa. Itu masih mengejutkan.
Bentuk corak baru sedang ditemui hampir secepat kita dapat mencari penjelasan. Terdapat pola tumbuh-tumbuhan yang aneh di kawasan semi-gersang di dunia di mana terdapat tompok tumbuhan yang dipisahkan oleh tompok tanah yang kosong. Mereka juga kelihatan mempunyai mekanisme seperti Turing di belakang mereka tetapi pemahaman itu terlalu baru.
Apa yang anda harap pembaca akan dapati dalam buku itu?
Apabila saya mula melihat subjek ini, saya mula melihat corak di mana-mana. Saya masih ingat ketika saya sedang menulis buku pertama pada tahun 1999 dan saya berada di pantai di Wales, saya tiba-tiba menyedari bahawa di mana-mana terdapat corak. Di awan dan langit ada corak yang berbeza, terdapat corak gelombang dan sebagainya di laut. Dalam air yang mengalir melalui pasir, terdapat corak yang berbeza. Malah tebing itu sendiri tidak semata-mata rawak.
Jadi, anda mula melihat corak di sekeliling anda. Saya berharap orang akan mendapati ini berlaku kepada mereka bahawa mereka akan menghargai berapa struktur di sekeliling kita dipalsu. Hanya ada kemegahan dan kegembiraan dalam hal itu.
