Wikipedia

Pengguna:Dedhert.Jr/Uji halaman 01/17

< Pengguna:Dedhert.Jr | Uji halaman 01
Pola alami terbentuk saat angin menghembuskan pasir di bukit Gurun Namib. bukit berbentuk bulan sabit dan riak pada permukaannya terulang kembali apabila kondisinya cocok.
Pola bunglon terselubung, Chamaeleo calyptratus, sebagai kamuflase sekaligus sebagai isyarat suasana hati dan untuk berkembang biak.

Pola di alam adalah keteraturan bentuk yang terlihat di dunia yang alami. Pola ini berulang dalam konteks yang berbeda dan kadang-kadang dapat dimodelkan secara matematis. Pola alami meliputi simetri, pohon, spiral, berkelok-kelok, gelombang, busa, teselasi,celah dan garis-garis.[1] Para filsuf Yunani awal seperti Plato, Pythagoras dan Empedokles telah mempelajari pola dan berusaha untuk menjelaskan ketertiban yang ada di alam ini. Pemahaman modern tentang pola yang terlihat berkembang secara bertahap dari waktu ke waktu.

Pada abad ke-19, fisikawan Belgia Joseph Plateau menguji film sabun yang menuntunnya merumuskan konsep permukaan minimal. Ahli biologi dan seniman Jerman Ernst Haeckel melukis ratusan organisme laut untuk menunjukkan soal simetri mereka. Ahli biologi Skotlandia D'Arcy Thompson memelopori studi pola pertumbuhan pada tumbuhan dan hewan yang menunjukkan bahwa persamaan sederhana dapat menjelaskan pertumbuhan spiral. Pada abad ke-20, ahli matematika Inggris Alan Turing meramalkan mekanisme morfogenesis yang menimbulkan pola bintik-bintik dan garis-garis. Ahli biologi Hongaria Aristid Lindenmayer dan ahli matematika Amerika-Prancis Benoît Mandelbrot menunjukkan bagaimana matematika fraktal dapat menciptakan pola pertumbuhan tanaman.

Matematika, fisika dan kimia dapat menjelaskan pola di alam pada level yang berbeda. Pola dalam makhluk hidup dijelaskan oleh proses biologi dari seleksi alam dan seleksi seksual. Studi formasi pola memanfaatkan model komputer untuk mensimulasikan berbagai pola.

Sejarah

sunting
 
Pola bilangan Fibonacci sering muncul dalam struktur tanaman, contohnay seperti bentuk kerucut pada tanaman sagu ratu, Cycas circinalis.

Pada masa kuno, para filsafat asal Yunani mencoba menjelaskan urutan di alam yang dimulai dari konsep modern. Dimulai dari Pythagoras yang menjelaskan bahwa pola di alam bagaikan harmoni musik ketika menaik dari bilangan, sebuah konsep yang ia ambil merupakan unsur dasar mengenai keberadaannya.[a] Lalu, Empedokles mulai menjelaskan evolusioner Darwin lebih luas mengenai struktur organisme.[b] Kemudian, Plato yang mendebat tentang keberadaan semesta alam, menganggap bahwa hal tersebut terdiri dari bentuk yang ideal, of which physical objects are never more than imperfect copies. Thus, a flower may be roughly circular, but it is never a perfect circle.[2] Theophrastus (c. 372–c. 287 BC) noted that plants "that have flat leaves have them in a regular series"; Pliny the Elder (23–79 AD) noted their patterned circular arrangement.[3] Centuries later, Leonardo da Vinci (1452–1519) noted the spiral arrangement of leaf patterns, that tree trunks gain successive rings as they age, and proposed a rule purportedly satisfied by the cross-sectional areas of tree-branches.[4][3]

Pada tahun 1202, Leonardo Fibonacci memperkenalkan barisan Fibonacci kepada dunia barat melalui bukunya Liber Abaci.[5] Fibonacci menyajikannya melalui bereksperimen dengan memikirkan tentang pertumbuhan populasi kelinci yang diidealkan.[6] Johannes Kepler (1571–1630) mengemukakan kehadiran barisan Fibonacci di alam, dan memakainya untuk menjelaskan bentuk pentagonal dari setiap bunga.[3] Pada tahun 1658, fisikawan dan ahli filsafat Inggris bernama Sir Thomas Browne membahas makalah "how Nature Geometrizeth" dalam wacana The Garden of Cyrus, numerologi Pythagoras yang dikutip melibatkan angka 5, dan bentuk Platonic dari pola kwinkunks. Pertengahan pada bab wacana tersebut menampilkan contoh-contoh dan pengamatan terkait kwinkunks dalam botani.[7] Pada tahun 1754, Charles Bonnet mengamati bahwa bentuk spiral phyllotaxis dari tanaman seringkali diekspresikan dalam deret rasio emas dengan arah jarum jam dan arah lawannya.[3] Pengamatan matematika terkait filotaksis followed with Karl Friedrich Schimper and his friend Alexander Braun's 1830 and 1830 work, respectively; Auguste Bravais and his brother Louis connected phyllotaxis ratios to the Fibonacci sequence in 1837, also noting its appearance in pinecones and pineapples.[3] In his 1854 book, German psychologist Adolf Zeising explored the golden ratio expressed in the arrangement of plant parts, the skeletons of animals and the branching patterns of their veins and nerves, as well as in crystals.[8][9][10]

 
Pusat Akuatik Nasional Beijing dalam Olimpiade Musim Panas 2008 mempunyai struktur Weaire–Phelan.

Pada abad ke-19, fisikawan asal Belgian bernama Joseph Plateau (1801–1883) merumuskan masalah matematika mengenai keberadaan permukaan minimal dengan batas yang diberikan. Saat ini, masalah matematika tersebut dinamai dari namanya). Ia mempelajari film sabun secara intensif dengan merumuskan hukum Plateau yang menjelaskan struktur yang dibentuk melalui film dalam busa.[11] Lord Kelvin mengidentifikasi masalah mengenai cara yang paling efisien dalam mengepakkan sel-sel dari volume yang sama sebagai busa pada tahun 1887, dan solusinya hanya menggunakan satu benda padat, yaitu saranglebah kubik dwipenggal dengan wajahnya yang sedikit melengkung agar memenuhi hukum Plateau. Namun, tidak ada solusi yang lebih baik ditemukan hingga pada tahun 1993 ketika Denis Weaire dan Robert Phelan mengusul struktur Weaire–Phelan; Pusat Akuatik Nasional Beijing mengadaptasi strukturnya untuk dinding bagian luar dalam Olimpiade Musim Panas 2008.[12] Ernst Haeckel (1834–1919) melukis ilustrasi yang indah mengenai organisme laut, khususnya lukisan Radiolaria, yang menegaskan simetrinya yang mendukung teori Darwin yang palsu mengenai evolusi.[13] Seorang fotografi asal Amerika yang bernama Wilson Bentley mengambil gambar mengenai mikograf kepingan salju pertama pada tahun 1885.[14]

 
D'Arcy Thompson merintis studi pertumbuhan dan bentuk tanaman filotaksis dalam bukunya tahun 1917.

Pada abad ke-20, A. H. Church mempelajari pola tanaman filotaksis dalam bukunya tahun 1904.[15] Pada tahun 1917, D'Arcy Wentworth Thompson menerbitkan sebuah buku berjudul On Growth and Form yang menjelaskan deskripsinya mengenai filotaksis dan barisan Fibonacci, kaitan secara matematis dalam pola tanaman yang tumbuh berbentuk spiral, memperlihatkan bahwa rumus sederhana tersebut dapat menjelaskan pola yang tumbuh berbentuk spiral pada tanduk hewan dan cangkang moluska.[16] Pada tahun 1952, Alan Turing, dikenal sebagai karyanya dalam peneliti komputer dan pemecahkode, menulis artikel berjudul The Chemical Basis of Morphogenesis, analisis mengenai mekanika yang akan diperlukan untuk menciptakan pola dalam organisme kehidupan, in the process called morphogenesis.[17] He predicted oscillating chemical reactions, in particular the Belousov–Zhabotinsky reaction. These activator-inhibitor mechanisms can, Turing suggested, generate patterns (dubbed "Turing patterns") of stripes and spots in animals, and contribute to the spiral patterns seen in plant phyllotaxis.[18] In 1968, the Hungarian theoretical biologist Aristid Lindenmayer (1925–1989) developed the L-system, a formal grammar which can be used to model plant growth patterns in the style of fractals.[19] L-systems have an alphabet of symbols that can be combined using production rules to build larger strings of symbols, and a mechanism for translating the generated strings into geometric structures. In 1975, after centuries of slow development of the mathematics of patterns by Gottfried Leibniz, Georg Cantor, Helge von Koch, Wacław Sierpiński and others, Benoît Mandelbrot wrote a famous paper, How Long Is the Coast of Britain? Statistical Self-Similarity and Fractional Dimension, crystallising mathematical thought into the concept of the fractal.[20]

Jenis pola

sunting

Gelombang dan bukit pasir

sunting

Waves are disturbances that carry energy as they move. Mechanical waves propagate through a medium – air or water, making it oscillate as they pass by.[21] Wind waves are sea surface waves that create the characteristic chaotic pattern of any large body of water, though their statistical behaviour can be predicted with wind wave models.[22] As waves in water or wind pass over sand, they create patterns of ripples. When winds blow over large bodies of sand, they create dunes, sometimes in extensive dune fields as in the Taklamakan desert. Dunes may form a range of patterns including crescents, very long straight lines, stars, domes, parabolas, and longitudinal or seif ('sword') shapes.[23]

Barchans or crescent dunes are produced by wind acting on desert sand; the two horns of the crescent and the slip face point downwind. Sand blows over the upwind face, which stands at about 15 degrees from the horizontal, and falls onto the slip face, where it accumulates up to the angle of repose of the sand, which is about 35 degrees. When the slip face exceeds the angle of repose, the sand avalanches, which is a nonlinear behaviour: the addition of many small amounts of sand causes nothing much to happen, but then the addition of a further small amount suddenly causes a large amount to avalanche.[24] Apart from this nonlinearity, barchans behave rather like solitary waves.[25]

  •  
    Gelombang pecah di belakang kapal
  •  
    Bukit pasir di gurun Taklamakan, dari luar angkasa
  •  
    Barchan gundukan pasir berbentuk bulan sabit

Referensi

sunting

Catatan kaki

  1. ^ Kepercayaan yang disebut Pythagoreanisme tidak hanya mempelajari topik ini ketika pertama kali menggunakan matematika, namun menyerapinya. Para pythagoreanisme berpikir bahwa prinsip matematika merupakan prinsip dari segala hal. Aristotle, Metaphysics 1–5 , sekitar. 350 BC
  2. ^ Aristoteles berdebat dengan Empedokles bahwa, "[w]herever, then, everything turned out as it would have if it were happening for a purpose, there the creatures survived, being accidentally compounded in a suitable way; but where this did not happen, the creatures perished." The Physics, B8, 198b29 in Kirk, et al., 304).

Kutipan

  1. ^ Stevens 1974, hlm. 3.
  2. ^ Balaguer, Mark (7 April 2009) [2004]. "Platonism in Metaphysics". Stanford Encyclopedia of Philosophy. Diakses tanggal 4 May 2012. 
  3. ^ a b c d e Livio, Mario (2003) [2002]. The Golden Ratio: The Story of Phi, the World's Most Astonishing Number (edisi ke-First trade paperback). New York: Broadway Books. hlm. 110. ISBN 978-0-7679-0816-0. 
  4. ^ Da Vinci, Leonardo (1971). Taylor, Pamela, ed. The Notebooks of Leonardo da Vinci. New American Library. hlm. 121. 
  5. ^ Singh, Parmanand. Acharya Hemachandra and the (so called) Fibonacci Numbers. Math. Ed. Siwan, 20(1):28–30, 1986. ISSN 0047-6269
  6. ^ Knott, Ron. "Fibonacci's Rabbits". University of Surrey Faculty of Engineering and Physical Sciences. 
  7. ^ Browne, Thomas (1658). How Nature Geometrizeth. The Garden of Cyrus. 
  8. ^ Padovan, Richard (1999). Proportion: Science, Philosophy, Architecture. Taylor & Francis. hlm. 305–306. ISBN 978-0-419-22780-9. 
  9. ^ Padovan, Richard (2002). "Proportion: Science, Philosophy, Architecture". Nexus Network Journal. 4 (1): 113–122. doi:10.1007/s00004-001-0008-7  . 
  10. ^ Zeising, Adolf (1854). Neue Lehre van den Proportionen des meschlischen Körpers. preface. 
  11. ^ Stewart 2001, hlm. 108–109.
  12. ^ Ball 2009a, hlm. 73–76.
  13. ^ Ball 2009a, hlm. 41.
  14. ^ Hannavy, John (2007). Encyclopedia of Nineteenth-Century Photography. 1. CRC Press. hlm. 149. ISBN 978-0-415-97235-2. 
  15. ^ Livio, Mario (2003) [2002]. The Golden Ratio: The Story of Phi, the World's Most Astonishing Number. New York: Broadway Books. hlm. 111. ISBN 978-0-7679-0816-0. 
  16. ^ About D'Arcy. D' Arcy 150. University of Dundee and the University of St Andrews. Retrieved 16 October 2012.
  17. ^ Turing, A. M. (1952). "The Chemical Basis of Morphogenesis". Philosophical Transactions of the Royal Society B. 237 (641): 37–72. Bibcode:1952RSPTB.237...37T. doi:10.1098/rstb.1952.0012  . 
  18. ^ Ball 2009a, hlm. 163, 247–250.
  19. ^ Rozenberg, Grzegorz; Salomaa, Arto. The Mathematical Theory of L Systems. Academic Press, New York, 1980. ISBN 0-12-597140-0
  20. ^ Kesalahan pengutipan: Tag <ref> tidak sah; tidak ditemukan teks untuk ref bernama Mandelbrot
  21. ^ French, A.P. (1971). Vibrations and Waves. Nelson Thornes. 
  22. ^ Tolman, H.L. (2008). "Practical wind wave modeling" (PDF). Dalam Mahmood, M.F. CBMS Conference Proceedings on Water Waves: Theory and Experiment. Howard University, USA, 13–18 May 2008. World Scientific Publ. 
  23. ^ "Types of Dunes". USGS. 29 October 1997. Diakses tanggal May 2, 2012. 
  24. ^ Strahler, A.; Archibold, O.W. (2008). Physical Geography: Science and Systems of the Human Environment (edisi ke-4th). John Wiley. hlm. 442. 
  25. ^ Schwämmle, V.; Herrman, H.J. (11 December 2003). "Solitary wave behaviour of sand dunes". Nature. 426 (6967): 619–620. Bibcode:2003Natur.426..619S. doi:10.1038/426619a. PMID 14668849. 

Bibliografi

sunting

Pioneering authors

 
Wikisource Latin memiliki teks asli yang berkaitan dengan artikel ini:

Buku umum

Patterns from nature (as art)

  • Edmaier, Bernard. Patterns of the Earth. Phaidon Press, 2007.
  • Macnab, Maggie. Design by Nature: Using Universal Forms and Principles in Design. New Riders, 2012.
  • Nakamura, Shigeki. Pattern Sourcebook: 250 Patterns Inspired by Nature.. Books 1 and 2. Rockport, 2009.
  • O'Neill, Polly. Surfaces and Textures: A Visual Sourcebook. Black, 2008.
  • Porter, Eliot, and Gleick, James. Nature's Chaos. Viking Penguin, 1990.
Diperoleh dari "https://wiki-indonesia.club/w/index.php?title=Pengguna:Dedhert.Jr/Uji_halaman_01/17&oldid=21091624"