Træets yndefulde kuffert er opdelt i grene, ved de første par og kraftfulde, og dem i stadig tyndere. Dette er så smukt og så naturligt, at næppe nogen af os har været opmærksomme på et simpelt mønster. Faktum er, at den samlede tykkelse af grenene i en bestemt højde altid er lig med tykkelsen af bagagerummet.
For eksempel tror jeg stadig ikke på denne erklæring (hvordan man kontrollerer den i praksis!), Men denne kendsgerning blev bemærket for 500 år siden af Leonardo Da Vinci, som som du ved var meget opmærksom. Dette forhold blev kaldt "Leonardos regel", og i lang tid kunne ingen forstå, hvorfor dette sker.
I 2011 foreslog fysikeren Christoph Elloy fra University of California en nysgerrig forklaring af sin egen.
"Leonardo-reglen" gælder for næsten alle kendte træarter. Skaberne af computerspil, der skaber realistiske tredimensionelle træmodeller, er også opmærksomme på det. Mere præcist fastlægger denne regel, at summen af sektionerne af de toforgrenede grene på det sted, hvor bagagerummet eller grenen gafler, er lig med sektionen af den oprindelige gren. Når denne gren også toforceres, vil summen af sektionerne i dens fire grene stadig være lig med sektionen af den oprindelige bagagerum. Etc.
Denne regel er skrevet endnu mere elegant matematisk. Hvis en bagagerum med diameter D er opdelt i et vilkårligt antal grene n med diametre d1, d2 osv., Vil summen af deres firkantede diametre være lig med kvadratet af bagagerumets diameter. I henhold til formlen: D2 = ∑di2, hvor i = 1, 2, … n. I det virkelige liv er graden ikke altid strengt lig med to og kan variere inden for 1,8-2,3, afhængigt af geometrien for et bestemt træ, men generelt observeres afhængigheden nøje.
Før Elloy's arbejde blev hovedversionen betragtet som en forbindelse mellem Leonardos regel og ernæring af træer. For at forklare dette fænomen antydede botanikere, at dette forhold er optimalt for rørsystemet, gennem hvilket vand stiger fra træets rødder til løvet. Ideen ser ganske rimelig ud, hvis kun fordi tværsnitsarealet, der bestemmer rørets gennemstrømning, direkte afhænger af radiusens firkant. Den franske fysiker Christophe Eloy er dog ikke enig i dette - efter hans mening er et sådant mønster ikke forbundet med vand, men med luft.
Salgsfremmende video:
For at underbygge sin version oprettede videnskabsmanden en matematisk model, der forbinder træets løvområde med vindstyrken, der virker på en pause. Træet i det blev kun beskrevet på et tidspunkt (stedet for den betingede afgang af bagagerummet under jorden) og repræsenterende en forgrenet fraktal struktur (dvs. et, hvor hvert mindre element er en mere eller mindre nøjagtig kopi af den ældre).
Ved at tilføje vindtryk til denne model introducerede Elloy en vis konstant indikator for dens begrænsningsværdi, hvorefter grenene begynder at bryde. Baseret på dette foretog han beregninger, der ville vise den optimale tykkelse af forgreningsgrene, således at modstanden mod vindstyrke ville være den bedste. Og hvad - han kom til nøjagtigt det samme forhold, idet den ideelle værdi af den samme værdi lå mellem 1,8 og 2,3.
Idéens enkelhed og elegance og dens bevis er allerede blevet værdsat af eksperter. F.eks. Kommenterer Massachusetts ingeniør Pedro Reis: "Undersøgelsen placerer træer i højden af kunstige strukturer designet til at modstå vinden - det bedste eksempel er Eiffeltårnet." Det er tilbage at vente på, hvad botanikere vil sige om dette.
”Ella brugte en simpel mekanisk tilgang i sit arbejde. Han betragtede træet som en fraktal (en figur med en vis grad af selvlighed), med hver gren modelleret som en bjælke med en fri ende. Under disse antagelser (og også under forudsætning af, at sandsynligheden for, at en gren skal bryde under påvirkning af vinden er konstant i tid), viste det sig, at Leonardos lov minimerer sandsynligheden for, at trægrene vil bryde under vindenes pres. Elloy's kolleger var i det hele taget enige med hans beregninger og erklærede endda, at forklaringen var ganske enkel og åbenlyst, men af en eller anden grund havde ingen tænkt på det før.
Dette er ikke ualmindeligt inden for videnskab.