你有沒有發現手背上這個秘密!

如果仔細看你的手背皮膚,你會發現,皮膚表面並非光滑,而是由一個個小小的花紋組成的。可以近似看成一些無明顯規律的多邊形互相拼貼形成的馬賽克!

再來看看這些:

長頸鹿的花紋

蝴蝶的翅膀

樹葉表面

乾涸的鹽湖

石榴剝開后

是不是發現他們都是由一些小小的花紋拼接而成的!

這些驚人的相似花紋到底有沒有規律呢?

沃羅諾伊圖 Voronoi Diagram

解釋了這一現象

沃羅諾伊圖是由俄國數學家格奧爾吉·沃羅諾伊建立的空間分割演算法。靈感來源於笛卡爾用凸域分割空間的思想。

是不是和上邊的花紋很像!

簡單解釋下就是,現有一些隨機的點,也就是圖上的黑色的點。連接成為三角形。之後做每個三角形的外接圓。找出每個外接圓的圓心。也就是圖上的紅點。然後鏈接紅色的點。圖中的紅線,就是沃羅諾伊圖了。

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看似複雜又巧合的花紋背後

其實暗藏分形幾何學原理:

水形成的泡沫

客觀自然界中許多事物,具有自相似的「層次」結構,在理想情況下,甚至具有無窮層次。適當的放大或縮小事物的幾何尺寸,整個結構並不改變。不少複雜的物理現象,背後就是反映著這類層次結構的分形幾何學。

數學的魅力總是讓人慾罷不能。

其實早在1952年,英國數學家圖靈,

就提出了生物花紋的反應擴散理論:

在平面上的4萬個點,先是隨機代入不同數值解方程式,慢慢呈現出花豹小時后的圓形斑點;接著再調整方程式的參數,得出年齡稍大一點的圈圈斑紋;最後再次更改參數,成年的花豹斑紋就因此成形了。

就連美洲豹身上的複雜斑紋,可用方程式經過計算機運算出來,和動物實際上的紋路也非常相似。用方程式來解釋生物演化,這個理論當時震撼了整個科學界。

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其實自然界中,動物身上的條紋也是一種保護色。

食草動物的花紋一般是起隱藏,迷惑作用。如斑馬、長頸鹿。

長頸鹿(Giraffa camelopardalis),拉丁文名字的意思是「長著豹紋的駱駝」,它的花紋是適應自然環境,避免被敵人吃掉的一種保護色。

長頸鹿

斑馬的黑白花紋在奔跑的時候會造成特殊的視覺效果,從而便於逃生。當斑馬成群結隊時,獅子所見到的影像就會相當模糊,影像之間毫無間隔,而斑馬成群奔跑時,斑紋則會使掠食動物眼花撩亂 (貓科動物的視網膜桿細胞夜視能力強,但錐細胞的辨色能力不好,所見之物都是黑白色)。

斑馬

有的則起警示作用,如青蛙,蝴蝶等。蜜蜂、蛇類等條紋的作用比較明顯,配上鮮艷的顏色有助於警告天敵和其他動物,保護自己。

所以說,另一方面這些花紋只是為了更好的適應環境,這種鬼斧神工之作,絕非巧合,人身上的花紋同樣也是在人類進化過程式中自然形成的。

大同世界的大不同:自然界以及每個人都是一個特殊的個體,卻又蘊含著相同或相近的構造原理,這種未知卻又神秘的巧合又在哲學層面夾雜著數學及生物學奧秘,自然科學的神奇法則可見一斑!

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