Учёные из Оксфордского университета опубликовали исследование, в котором рассказали об открытии нового класса геометрических форм — «мягких клеток». Эта находка переворачивает представление о том, как можно заполнять пространство фигурами, выходя за рамки привычных квадратов, треугольников и других знакомых фигур.
В природе редко встречаются формы с острыми краями, отметил один из авторов исследования, профессор Ален Гориели. По его словам, «природа не терпит вакуума, как и острых углов». В качестве примера он привёл срезы луковиц или мышечных тканей, где клетки располагаются плавно, образуя мозаики без прямых линий и острых углов.
В отличие от классических фигур, таких как прямоугольники или треугольники, «мягкие клетки» имеют минимальное количество углов и изогнутые грани, что позволяет им лучше заполнять пространство, как это делает природа. Такие формы встречаются повсюду: от клеток организма до раковин моллюсков и речных островов.
Исследователи объяснили, что создание резких углов в природе требует больших затрат энергии, поскольку такие структуры подвержены влиянию поверхностного натяжения и эластичности и стремятся сгладить края. Поэтому, по мнению учёных, «мягкие клетки» — это идеальные модели для биологических структур, которые должны заполнять пространство максимально эффективно.
Открытие не только демонстрирует математическое объяснение природных форм, но и может оказать влияние на такие области, как биология, архитектура и даже робототехника, где требуется заполнять пространство плавными, но эффективными структурами.
Теперь, зная о существовании «мягких клеток», их можно обнаружить в самых разных природных формах. А это ещё раз подтверждает тесную связь математики с окружающим нас миром, заключили исследователи.