カメレオンの尾のカール、松ぼっくりの鱗の螺旋、風が砂粒を動かす波紋など、目を引き、心をそそるものがあります。 1859年にダーウィンが自然淘汰説を唱えると、陸の動物、空の鳥、海の生物に見られる自然の模様はなぜなのか、科学者たちの関心を集めました。 クジャクの羽やサメの斑点は、すべて何らかの適応的な目的を持っているに違いないと、彼らは熱心に推測しました。
しかし、ある人は、このすべてを「暴走した熱狂」と見ています。 なぜ自然界はそのように見えるのか？ スコットランドの動物学者ダーシー・ウェントワース・トンプソンは、自然の創造性さえも物理的・化学的な力が生み出す法則によって制約されていると説明し、1917年に独自の論文を出版するよう迫られた。 トンプソンの考えは、ダーウィンの理論と衝突するものではなかったが、他の要因が絡んでいることを指摘したのである。 トラの縞模様は、草原や森林の影に溶け込むための戦略であり、自然淘汰はその理由を説明できるかもしれない。 1999年に出版された最初の本『自作のタペストリー』、2009年に出版された3部作『自然のパターン：形、流れ、枝』でも自然のパターンをテーマにしていますが、どちらも最新作ほど豊かなビジュアルはありません。
この本の鮮やかな写真は不可欠で、パターンのいくつかは反復によってのみ完全に理解できるのだから、とボールは説明しています。 「7153>
ボールが提供する説明は、シンプルで優美です。 「7153>
また、科学者や芸術家の興味をそそるような、十分な詳細も提供しています。
ボールはSmithsonian.comで、彼の本とインスピレーションについて語りました。
パターンとは一体何なのでしょうか？
この本では、見たときにそれがわかるように感じるので、わざと少し曖昧にしてあります。 伝統的にパターンとは、壁紙の模様のように、空間全体が同じように何度も繰り返されるものだと考えられています。 しかし、自然界に見られる多くのパターンは、そうではありません。 規則性がある」「ランダムではない」ということは感じても、すべての要素が同じというわけではありません。 身近なところでは、シマウマの縞模様がそうでしょう。 誰もがそれをパターンとして認識することができますが、どの縞も他の縞と同じではありません。
純粋にランダムでないものには、一種のパターンがあると言うことができると思うのです。
なぜ自然のパターンについて本を書こうと思ったのですか。 そこで、このテーマについて、雑誌を通じて、またより広範な科学文献を通じて、多くの仕事を目にするようになったのです。 私が驚いたのは、このテーマには学問の境界がないことです。 この種の問題に関心を持つ人は、生物学者かもしれませんし、数学者かもしれませんし、物理学者や化学者かもしれません。 それが私には魅力的でした。 私はいつも、伝統的な境界線を尊重しないテーマが好きなのです。
そして、その背景にあるのは、疑問です。 設計図もデザインもない自然が、どうやってこのようなパターンを組み立てるのだろう？ 私たちがパターンを作るときは、そのように計画し、要素を配置するからです。
自然界に見られる模様の中で、お気に入りの例はありますか？
おそらく最も身近なものの一つですが、本当に最も顕著なものの一つは、雪の結晶の模様です。 雪の結晶はすべて同じテーマ、つまり6重の六角形の対称性を持っていますが、この雪の結晶の中には無限のバリエーションがあるように見えます。 雪の結晶ができるのは、とてもシンプルなプロセスです。 湿った空気の中で水蒸気が凍る。 7153>
もう1つのシステムは、生物界と非生物界の両方で、さまざまな場所で何度も出てくるのを発見したもので、私たちがチューリング構造と呼んでいるパターンです。 チューリング構造は、計算理論の基礎を築いた数学者アラン・チューリングにちなんで名づけられた。 チューリングは、パターンがどのように形成されるかに大きな関心を寄せていました。 特に、受精卵でどのように起こるかに興味を持ちました。受精卵は基本的に球状の細胞ですが、成長し分裂するにつれて、何らかの形で人間のような複雑なものにパターン化されていきます。 このようにして、パターンの種が浮かび上がってくるのです。 彼はそのプロセスを非常に抽象的な数学用語で表現しました。
さて、動物の皮膚にできる模様や、昆虫に見られるいくつかの模様は、このようなもののせいかもしれないと思われます。
著書の中で、科学や数学がこれらのパターンのいくつかをまだ完全に説明していないという事実に触れていますね。
数百年前から研究され、考えられてきたことですが、1980年代になってようやく、雪の結晶がどのように枝分かれした形をしているかがわかってきました。 しかし、今でも、なぜ雪の結晶のすべての腕がほとんど同じになるのか、ちょっとした謎です。 まるで、1本の腕が他の腕とコミュニケーションをとって、特別な方法で成長させているような感じです。
私たちが説明を見つけるのと同じくらい早く、新しいパターンの形が発見されています。 世界の半乾燥地帯には、裸地と植生が分離している奇妙な植生パターンがあります。 7153>
この本から読者に何を感じ取ってほしいですか？
このテーマを調べ始めたとき、あらゆるところにパターンを見出すようになりました。 1999年に最初の本を書き始めた頃、ウェールズのビーチにいたとき、突然、どこにでもパターンがあることに気づいたのを覚えています。 雲や空にはさまざまなパターンがあり、海には波のパターンがある。 砂浜を流れる水にも、さまざまなパターンがありました。 崖そのものも、純粋にランダムなものではありませんでした。
ですから、自分の周りのあらゆるところにパターンが見え始めるのです。 私たちを取り巻く構造がどれほどパターン化されているかを評価するようなことが、自分の身の回りに起こっていることに気づいてほしいと思います。 そこには、ただただ素晴らしさと喜びがあるのです。