วันอังคารที่ 8 มีนาคม พ.ศ. 2554

ลวดลาย

ลวดลายธรรมชาติ ในมุมมองของคณิตศาสตร์
                          
             ถ้าเราสังเกตดีๆจะพบว่ารอบตัวเราล้วนรายล้อมไปด้วยผลงานศิลปะที่ธรรมชาติรังสรรค์ทั้งลักษณะ รูปร่าง สีสัน รวมไปถึงกลิ่นที่รัญจวนใจ แต่คนส่วนมากถึงเล็งเห็นถึงความสวยงามเหล่านี้มักจะเป็นศิลปิน นักธรรมชาติวิทยา นักชีววิทยา ที่หยิบยกความงามเหล่านั้นมาศึกษาในมุมมองของตัวเอง  ไครจะคิดว่านักคณิตศาสตร์ก็สามารถมองความงามเหล่านั้นในมุมมองของคณิตศาสตร์ได้เช่นกัน โดยการหยิบจับเอารูปทรง ลวดลายของธรรมชาติรอบๆตัวมาวิเคราะห์ เช่น ขนนก (Feather) เป็นโครงสร้างที่ปกคลุมตัวนก มีลักษณะรูปร่างและสีหลายแบบ ทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อนและความเย็นโดยการขยับขนให้ตั้งขึ้นหรือหุบแนบชิดลำตัว ป้องกันผิวหนังจากการขีดข่วนจากของมีคม ใช้ป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลต ช่วยทำหน้าที่บินและลอยตัวอยู่กลางอากาศ นกบางชนิดใช้ขนนกกันน้ำขณะดำหรือว่ายน้ำเนื่องจากมีน้ำมันเคลือบไว้ที่ผิว ลวดลายและสีสันที่สดใสมีไว้ใช้ดึงดูดเพศตรงข้ามในช่วงเวลาสืบพันธุ์ จากสีสันที่งดงามแห่งธรรมชาติทำให้เป็นที่ต้องตาของมนุษย์ ก่อให้เกิดความความพิศวง และความหลงใหลลวดลายของขนนก
             จากความพิศวง และความหลงใหลนี้เองทำให้นักวิทยาศาสตร์บางกลุ่มสนใจศึกษาในรายละเอียด ทั้งด้านการพัฒนา รูปร่าง แม้กระทั่งรูปแบบของลวดลาย ขนนก บางกลุ่มนำข้อมูลต่างๆ ที่ได้นำมาแสดงด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งการสร้างขนนกด้วยคอมพิวเตอร์มีหลายแบบ เช่น การกำหนดรูปร่าง การกำหนดสีและลวดลาย ซึ่งคล้ายกับการวาดรูปด้วยดินสอสีลงบนกระดาษ

             ปี ค.ศ. 1968 ซึ่งยังไม่มีระบบคอมพิวเตอร์ มีนักพฤกษศาสตร์ที่ชื่อว่า Lindenmayer ศึกษาการเจริญเติบโตของต้นไม้ จึงพยายามสร้างสัญลักษณ์ต่างๆ ขึ้นมา สัญลักษณ์เหล่านี้จะเป็นส่วนประกอบต่าง ๆ ของต้นไม้ ได้แก่ ราก ลำต้น กิ่ง ก้าน ตา ใบ ดอกไม้ วิธีกำหนดสัญลักษณ์เหล่านี้ เรียกว่า ระบบลินเดนเมเยอร์ (Lindenmayer System) หรือที่เรียกย่อๆว่า L-System เริ่มแรก L-System ทดลองใช้กับยีสต์ เชื่อรา และ สาหร่ายเซลล์เดียว ก่อน แล้วค่อยๆ สร้างเป็นต้นไม้ที่มีรูปร่างง่ายๆ จนถึงต้นไม้ที่มีรูปร่างซับซ้อนมาก L-System เริ่มมีนำมาใช้สร้างสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เช่น เปลือกหอย ปะการัง และขนนก หรือแม้กระทั่ง เกล็ดหิมะ แร่ธาตุ หรืออัญมณี

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น