«Ἕλληνες ἀεί παῖδες ἐστε, γέρων δέ Ἕλλην οὐκ ἔστιν» (Πλάτων, Τίμαιος, 22b).


"Ὁμολογεῖται μὲν γὰρ τὴν πόλιν ἡμῶν ἀρχαιοτάτην εἶναι καὶ μεγίστην καὶ παρὰ πᾶσιν ἀνθρώποις ὀνομαστοτάτην· οὕτω δὲ καλῆς τῆς ὑποθέσεως οὔσης,
ἐπὶ τοῖς ἐχομένοις τούτων ἔτι μᾶλλον ἡμᾶς προσήκει τιμᾶσθαι. 24. Ταύτην γὰρ οἰκοῦμεν οὐχ ἑτέρους ἐκβαλόντες οὐδ' ἐρήμην καταλαβόντες
οὐδ' ἐκ πολλῶν ἐθνῶν μιγάδες συλλεγέντες, ἀλλ' οὕτω καλῶς καὶ γνησίως γεγόναμεν ὥστ' ἐξ ἧσπερ ἔφυμεν, ταύτην ἔχοντες ἅπαντα τὸν χρόνον διατελοῦμεν,
αὐτόχθονες ὄντες καὶ τῶν ὀνομάτων τοῖς αὐτοῖς οἷσπερ τοὺς οἰκειοτάτους τὴν πόλιν ἔχοντες προσειπεῖν".
(Ἰσοκράτης, Πανηγυρικός, στίχοι 23-24).

Τα άρθρα που φιλοξενούνται στον παρόντα ιστότοπο και προέρχονται απο άλλες πηγές, εκφράζουν αποκλειστικά και μόνον τις απόψεις των συγγραφέων τους.

Καθίσταται σαφές ότι η δημοσίευση ανάρτησης, δεν συνεπάγεται υποχρεωτικά αποδοχή των απόψεων του συγγραφέως.


ΕΑΝ ΘΕΛΕΤΕ, ΑΦΗΝΕΤΕ ΤΑ ΣΧΟΛΙΑ ΣΑΣ, ΚΑΤΩ ΑΠΟ ΚΑΘΕ ΑΡΘΡΟ-ΑΝΑΡΤΗΣΗ (΄κλίκ΄ στο "Δεν υπάρχουν σχόλια"). ΣΑΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΟΥΜΕ.

Ακολουθήστε μας στο Facebook

Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα ΦΡΑΚΤΑΛ. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων
Εμφάνιση αναρτήσεων με ετικέτα ΦΡΑΚΤΑΛ. Εμφάνιση όλων των αναρτήσεων

Κυριακή 11 Σεπτεμβρίου 2016

Το αυτοαναπαραγώμενο σύμπαν, τα φράκταλ και ο γραμμικός άνθρωπος


«Τα σύννεφα δεν είναι σφαίρες, τα βουνά δεν είναι κώνοι, οι ακτές δεν είναι κύκλοι και ο φλοιός του δέντρου δεν είναι ομαλός, ούτε η αστραπή ταξιδεύει σε μια ευθεία γραμμή 
Benoit Mandelbrot (The Fractal Geometry of Nature)




Όταν παρατηρείς την φύση, αντιλαμβάνεσαι πως τα πάντα κινούνται και επαναλαμβάνονται με ένα τρόπο κυκλικό. Στην αρχαιότητα όλοι οι πολιτισμοί, γνώριζαν πως στην φύση δεν υπάρχουν ευθείες γραμμές, αντίθετα, παντού κυριαρχούσε η επανάληψη, η κυκλικότητα των μορφών αλλά και των φυσικών φαινομένων. 

Ο κύκλος του νερού και της βροχής, ο κύκλος της τροφικής αλυσίδας, οι κυκλικές φωλιές των πουλιών, ο κύκλος της οικογένειας, ο κύκλος των εποχών, κ.λ.π., καθόριζαν και καθορίζουν την ζωή των ανθρώπων σε μεγάλο βαθμό. Στο παρελθόν λόγω της ενότητας και της αλληλεξάρτησης που είχαν οι αρχαίοι πολιτισμοί με την φύση, οι άνθρωποι μπορούσαν να αντιληφθούν την κυκλικότητα και την ενότητας που την χαρακτηρίζει.

Εμείς σήμερα αντίθετα, ζούμε σε ένα μονοδιάστατα γραμμικό κόσμο, όπου κυριαρχούν παντού, οι ευθείες γραμμές και τα τετράγωνα, καταλήγοντας να σκεπτόμαστε επίσης «τετράγωνα και μονοδιάστατα». 

Την ιδια στιγμή μέσω των σύγχρονων επιστημών, γνωρίζουμε πως κάθε μορφή στο φυσικό μας περιβάλλον απέχει πολύ από την Ευκλείδεια απλούστευση του γεωμετρικού σχήματος του, το οποίο δημιουργούν οι αισθήσεις μας, ή οι ανάγκες των μετρήσεών μας. Σε κάθε περίπτωση οι φυσικές ευθείες γραμμές σπανίως είναι ευθείες αφού πάντα έχουν κάποιο πλάτος και οι επίπεδες επιφάνειες ποτέ δεν είναι τελείως επίπεδες αφού και το πιο λεπτό φυσικό επίπεδο έχει κάποιο ύψος.

Tα μαθηματικά σχήματα, ο κύκλος, το τρίγωνο, το τετράγωνο, αποτελούν θεωρητικά κατασκευάσματα της Eυκλείδειας γεωμετρίας και σπανίως συναντώνται στη φύση γύρω μας. Και όχι μόνο αυτό. Αυτό που κυριαρχεί στην φύση είναι η επανάληψη, καθώς διάφορα φυσικά μοτίβα επαναλαμβάνονται από τον μικρόκοσμο μέχρι τον μακρόκοσμο. 





Κάποια από αυτά τα επαναλαμβανόμενα χαρακτηριστικά μοτίβα είναι λ.χ.: Το ηλιοτρόπιο, το δέρμα της Ζέβρας, οι ομόκεντροι κύκλοι που σχηματίζονται στον κορμό των δέντρων, οι κυψέλες τωνς μελισσών, η χιονονιφάδα, ο ιστός της αράχνης, ο έλικας του D.N.A, και τόσα άλλα. Τα μοτίβα αυτά ονομάζονται «Φράκταλ» (Fractal). 

Ο όρος φράκταλ (Fractal), προτάθηκε από τον Μπενουά Μάντελμπρο(Benoît Mandelbrot) το 1975 και προέρχεται από τη λατινική λέξη Fractus που σημαίνει «σπασμένος», «θρυμματισμένος» «κατακερματισμένος». «Φράκταλ» ονομάζεται ένα γεωμετρικό σχήμα που επαναλαμβάνεται αυτούσιο σε άπειρο βαθμό μεγέθυνσης, κι έτσι συχνά αναφέρεται σαν «απείρως περίπλοκο».

Το φράκταλ παρουσιάζεται ως μία «μαγική» εικόνα που όσες φορές και να μεγεθυνθεί οποιοδήποτε τμήμα του θα συνεχίζει να παρουσιάζει ένα εξίσου περίπλοκο σχέδιο με μερική ή ολική επανάληψη του αρχικού. Χαρακτηριστικό επομένως των φράκταλς είναι η λεγόμενη αυτοομοιότητα (self-similarity) σε κάποιες δομές τους, η οποία εμφανίζεται σε διαφορετικά επίπεδα μεγέθυνσης (σχήματα με την ιδιότητα της αυτοομοιότητας). «Αυτοόμοιο» είναι ένα αντικείμενο του οποίου τα μέρη από τα οποία αποτελείται μοιάζουν (είναι όμοια) με το σύνολο (το αντικείμενο).

Αυτή η επανάληψη των ακανόνιστων λεπτομερειών ή σχηματισμών, συμβαίνει προοδευτικά σε μικρότερες κλίμακες και είναι δυνατόν να συνεχίσουν απεριόριστα έτσι ώστε, κάθε τμήμα ενός τμήματος όταν μεγεθυνθεί να μοιάζει βασικά με το συνολικό αντικείμενο. Ουσιαστικά ένα «αυτοόμοιο» αντικείμενο παραμένει αναλλοίωτο σε αλλαγές κλίμακας (όπως επάνω έτσι και κάτω, όπως έξω έτσι και μέσα). Το φαινόμενο αυτό είναι εύκολο να παρατηρηθεί στις νιφάδες του χιονιού, στο φλοιό των δέντρων, στις ακτογραμμές, κ.λ.π.

Φαίνεται ότι τα φράκταλς είναι μια από τις δημιουργικές δυνάμεις στη φύση. Όπως χαρακτηριστικά αναφέρει ο Πλωτίνος στις Εννεάδες: «Τα πάντα βρίσκονται σε μία ενότητα, η οποία έχει την αρχή της στο Έν. Το Όλον έχει την ικανότητα να αναπτύσσεται και να διακλαδίζεται χωρίς να χάνεται το επιμέρους ον εντός του». Σε μία τέτοια συνάρτηση, ο άνθρωπος αποτελεί τμήμα του Όλου, ευρισκόμενος στην ύλη, αλλά αναπολώντας την Ουράνια καταγωγή του. Φανταστήτε για παράδειγμα, την εικόνα του ενός δέντρου στην ανεστραμμένη μορφή του, με τη ρίζα στον ουρανό και τα κλαδιά του στη γη.. .

Οι αρχαίοι Έλληνες φιλόσοφοι και πανεπιστήμονες, με τη γνωστή αδυναμία τους στην τελειότητα της αρμονίας, είχαν δώσει ξεχωριστή σημασία στην «Χρυσή Τομή ή Θεία Αναλογία» και ισούται, περίπου, με 1,62, η οποία σύμφωνα με τον Πυθαγόρα αποτελεί μια από τις κρυμμένες αρμονίες της φύσης. 




O Πυθαγόρας παρατήρησε ότι τα φυτά και τα ζώα δεν αναπτύσσονται τυχαία, αλλά σύμφωνα με ακριβείς μαθηματικούς κανόνες. Δεν είναι τυχαία δηλαδή τα όμορφα σχέδια των λουλουδιών. Οι αρχαίοι Έλληνες βρήκαν ότι τα σχέδια των λουλουδιών βασίζονται σε γεωμετρική αναλογία. Επίσης η ακολουθία κάνει την εμφάνισή της στη διάταξη των φύλων γύρω από το μίσχο.

Ο Χρυσός αριθμός θεωρούταν από τους αρχαίους Έλληνες ως η θεϊκή αναλογία όπου η εφαρμογή του σε καλλιτεχνικά δημιουργήματα και κατασκευές οδηγούσε σε «άριστα» και «ωραία» αποτελέσματα. Οι αρχαίοι Έλληνες κατασκεύαζαν σχεδόν όλα τους τα κτίσματα αλλά και τις διακοσμήσεις τους, με τον κανόνα της χρυσής τομής. Ο «Χρυσός Λόγος Φ» ή «Χρυσή Τομή Φ ή Χρυσός Κανόνας Φ ή Θεϊκή Αναλογία» ορίζεται ως το πηλίκο των θετικών αριθμών όταν ισχύει που ισούται περίπου με 1,618. 

Η χρυσή τομή συμβολίζεται με το γράμμα Φ προς τιμήν του Φειδία, τον σημαντικότερο γλύπτη της αρχαίας Ελλάδος. Η χρυσή τομή επηρέασε καταλυτικά όλες τις κατασκευές στον αρχαίο ελλαδικό χώρο και όχι μόνο. Στον Παρθενώνα από τα αετώματα και τα σκαλίσματα και τα κιονόκρανα, έως τις Πυραμίδες της Αιγύπτου όλα ακολουθούν τον κανόνα της χρυσής τομής. Ο αριθμός Φ, δίνει αρμονικές αναλογίες και για το λόγο αυτό έχει χρησιμοποιηθεί στην αρχιτεκτονική και τη ζωγραφική, τόσο κατά την Αρχαία Ελλάδα όσο και κατά την Αναγέννηση.




Γιατί όμως και στη Φύση έχει «επιλεγεί» η λογαριθμική σπείρα (είναι το σχήμα που σχηματίζεται σε αυτή την ακολουθία των χρυσών ορθογωνίων,) για να δημιουργηθούν μια πληθώρα από δομές; Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει με έκπληξη ότι η λογαριθμική σπείρα εμφανίζεται σε σχήματα φυσικών αντικειμένων με εντελώς διαφορετικές ιδιότητες.

Στη μικρότερη κλίμακα εμφανίζεται στα όστρακα πολλών θαλάσσιων οργανισμών, όπως για παράδειγμα είναι ο ναυτίλος. Στην ενδιάμεση κλίμακα εμφανίζεται στο σχήμα των κυκλώνων, όπως αποτυπώνεται χαρακτηριστικά στις φωτογραφίες των μετεωρολογικών δορυφόρων. Τέλος, στη μεγαλύτερη δυνατή κλίμακα εμφανίζεται στο σχήμα των σπειροειδών γαλαξιών, τεράστιων σχηματισμών από εκατοντάδες δισεκατομμύρια αστέρια, τους οποίους μπορούμε να απολαύσουμε στις φωτογραφίες των σύγχρονων τηλεσκοπίων.

Φαίνεται λοιπόν ότι η Χρυσή Τομή αποτελεί έναν αριθμό με παγκόσμιες ιδιότητες, παρόμοιο με τον αριθμό π = 3,14, ο οποίος ισούται με το πηλίκο της περιφέρειας ενός κύκλου διά τη διάμετρό του. Είναι προφανές πως η φύση είναι πολύ πιο σύνθετη και απρόβλεπτη από óτι φανταζόμαστε.Το σύμπαν αναπαράγει τον εαυτό του, είναι απείρως αλληλοσυνδεόμενο και αλληλοεξαρτώμενο.

Σε ένα τέτοιο πλαίσιο θα πρέπει να αντιληφθούμε πως το σύμπαν δεν είναι μονοδιάστατο και γραμμικό, και πως εμείς αποτελούμε ένα αναπόσπαστο απειροελάχιστο τμήμα του. 'Oπως και το σύμπαν, έτσι και στις ανθρώπινες κοινωνίες γινόμαστε ότι σκεφτόμαστε, αναπαράγοντας ένα κόσμο τον οποίο επιθυμούμε, συνεπώς είμαστε κατ΄αυτόν τον τρόπο, συνδημιουργοί του σύμπαντος.

Στον 21 αιώνα η ανθρώπινη φύση είτε θα ρέει σε μία ανεξέλεγκτη πορεία, ακολουθώντας τα θλιβερά γεγονότα που συμβαίνουν πάνω στον πλανήτη, είτε θα κληθεί να αλλάξει ολοκληρωτικά κατεύθυνση. Πλησιάζει η κομβική αυτή στιγμή, όπου όλο και περισσότεροι άνθρωποι θα συνειδητοποιήσουν ότι η πνευματική τους φύση είναι ένα σταθμός ανάμεσα στο χωροχρόνο και στο εικονικό βασίλειο, ανάμεσα στην Γη και στον Ουρανό.

Έως το πρόσφατο παρελθόν ο κόσμος ήταν διασπαρμένος σε εκατομμύρια ξεχωριστά και ασύνδετα φαινόμενα. Οι προσπάθειες για να συνδέσει κανείς αυτά τα φαινόμενα με κάποιου είδους σύστημα, με επιστημονικό ή φιλοσοφικό τρόπο, δεν οδηγούσαν πουθενά, γιατί οι άνθρωποι δεν μπορούσαν να ανασυγκροτήσουν την ιδέα του συνόλου αρχίζοντας από ξεχωριστά γεγονότα, και δεν μπορούσαν μαντέψουν τις αρχές που διέπουν την διαίρεση του συνόλου, χωρίς να γνωρίζουν τους νόμους που διέπουν αυτή την διαίρεση.

Παρά αυτά, η ιδέα της ενότητας των πάντων υπήρχε στην μυστικιστική φιλοσοφική σκέψη, αλλά υπήρχε πάντα ή ανυπέρβλητη δυσκολία της γλώσσας. Βλέποντας την ατέλεια και την αδυναμία της συνηθισμένης γλώσσας, οι άνθρωποι που κατείχαν την μυστικιστική αυτή γνώση, προσπάθησαν να εκφράσουν την ιδέα της ενότητας με μύθους και με σύμβολα. 


Αστερισμοί στο Διάστημα και νευρωνικές συνάψεις στον εγκέφαλό μας….


(Πολλά αστέρια μαζί συνθέτουν αστρικά σμήνη τα οποία είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη των γαλαξιών).






Nebula & Ανθρώπινο μάτι..
Σήμερα, παρόλο που δια μέσω της σύγχρονης φυσικής γνωρίζουμε πολύ καλύτερα από παλιά πως ένα φυτό ή ένα ζώο ή ακόμη και ο ίδιος άνθρωπος, στην πραγματικότητα δεν είναι απλά ένας οργανισμός, αλλά ένα σύνολο (δισεκατομμυρίων) συμ-βιωτικών κυττάρων, ή αλλιώς ένα υπερ-πολύπλοκο σύστημα, οι περισσότεροι δυσκολευόμαστε να δεχθούμε ότι σε υποατομικό επίπεδο, το μόνο που υπάρχει είναι ενέργεια.

Στην πραγματικότητα τα άτομα είναι απλά δονούμενη ενέργεια και τίποτα άλλο. Η κβαντική φυσική προχωράει ακόμα παραπέρα, και μας διδάσκει ότι η ενέργεια μπορεί να διαλυθεί στην κενότητα. Ένα κυβικό εκατοστό κενού αγνού μαύρου παγωμένου διαστήματος ενέχει περισσότερη ενέργεια από ότι ένα λαμπρό άστρο. Ανάμεσα στο απειροστά μικρό και στο άπειρα μεγάλο, ανάμεσα στον κόσμο των πρωτονίων, των νετρονίων, των φωτονίων, και στον κόσμο των πλανητικών συστημάτων, των γαλαξιών και των σχηματισμών τους, βρίσκεται η δική μας κλίμακα ζωής, ο δικός μας κόσμος.

Αυτός που συντίθεται από σωμάτια απίστευτα μικρά, από άτομα διαστάσεων 1:10 μέτρα, και που με τη σειρά του συνθέτει μεγακόσμους ασύλληπτων αποστάσεων: Με τους γαλαξίες να έχουν ακτίνα της τάξης των 10 χιλιομέτρων, με το παρατηρήσιμο σύμπαν να εκτείνεται σε μια ασύλληπτα μεγάλη διάμετρο. Από τον κόσμο του σχεδόν απειροστού, οικοδομείται το πεπερασμένο, ο κόσμος της δικής μας κλίμακας, και παραπέρα η απειρότητα των κόσμων.

Σε ένα αλληλοεξαρτώμενο και αλληλοσυνδεόμενο σύμπαν φαντάζει αδιανόητο να μελετήσει κανείς ένα σύστημα του σύμπαντος χωρίς να μελετήσει τον άνθρωπο. Ταυτόχρονα είναι αδύνατον να μελετήσει κανείς τον άνθρωπο χωρίς να μελετήσει το σύμπαν. Ο άνθρωπος είναι μία εικόνα του κόσμου. Δημιουργήθηκε από τους ίδιους νόμους που δημιούργησαν ολόκληρο τον κόσμο.
Tο σώμα μας περιέχει τρισεκατομμύρια κύτταρα.

Kάθε κύτταρο είναι τόσο πολύπλοκο, που χρειάζεται 30.000 κέντρα ανακύκλωσης για να διατηρήσει την πρωτεΐνη που το κρατάει υγιές. Είναι, δηλαδή, σαν να παίρνουμε νεκρά δέντρα, να τα βάζουμε σε ένα μηχάνημα και να μας δίνουν ένα ζωντανό δέντρο , το σώμα μας αποτελείται από κύτταρα, όργανα και συστήματα οργάνων. Aπό την άλλη μεριά, το ίδιο το σώμα αποτελεί κομμάτι ενός ανθρώπου, μιας οικογένειας, μιας κοινότητας, ενός οικοσυστήματος, του κόσμου όλου.

Aν αντιληφθούμε την αξία αυτών των δύο στοιχείων, θα καταλάβουμε ότι κάθε στοιχείο βρίσκεται σε μια συνεχή διαπραγμάτευση με απώτερο σκοπό την εκτόνωση των εντάσεων και τη δημιουργία και διατήρηση ενός σχήματος συνεργασίας που να μπορεί να επιβιώσει. Έτσι, στο σώμα μας, είναι φανερό ότι κάθε ελάχιστη μονάδα (κύτταρο) πρέπει να έχει ισότιμο δικαίωμα στην έκφραση του συμφέροντός του. H συνεργασία και η διαπραγμάτευση αυτών των συμφερόντων δημιουργεί ένα υγιές σώμα.

Αν ο άνθρωπος γνώριζε και καταλάβαινε τον εαυτό του, θα γνώριζε και θα καταλάβαινε ολόκληρο τον κόσμο, όλους τους νόμους που δημιουργούν και κυβερνούν τον κόσμο. Και αντίστροφα, μελετώντας και κόσμο και τους νόμους που κυβερνούν τον κόσμο, θα μάθαινε και θα καταλάβαινε τους νόμους που κυβερνούν τον ίδιο. Γι' αυτό τον λόγο, η μελέτη του κόσμου και η μελέτη του ανθρώπου θα πρέπει να βαδίζουν παράλληλα και η μία να βοηθάει την άλλη. Με τα λόγια του Πλωτίνου :

«Λένε ότι το ένα δεν είναι έξω από κανέναν, είναι παρόν μη αντιληπτό σε όλους…Το να γνωρίσουμε τον εαυτό μας σημαίνει ότι θα γνωρίσουμε την προέλευσή μας».



ΧΛΕΤΣΟΣ ΒΑΣΙΛΗΣ
Διαβάστε περισσότερα... »

Σάββατο 21 Φεβρουαρίου 2015

Περιγράφοντας μαύρες τρύπες, με τη βοήθεια των φράκταλς




Σύμφωνα με μία νέα έρευνα τα όρια μιας μαύρης τρύπας όταν αυτή «τρέφεται» με υλικό από το περιβάλλον της, μοιάζουν με ένα ταραχώδες ρευστό που για την περιγραφή του επιστρατεύονται τα μαθηματικά αντικείμενα που ονομάζονται φράκταλς.

Τα φράκταλς είναι συνυφασμένα με τη θεωρία του χάους και αποτελούν σύνολα που παρουσιάζουν μία φαινομενική εσωτερική δομή η οποία εκφράζεται μέσω ενός επαλαμβανόμενου μοτίβου. 

Εμφανίζονται συχνά στη φύση, σε φαινόμενα όπως ο κεραυνός, οι νιφάδες χιονιού, τα κύματα της θάλασσας ή η έλικα του DNA, ενώ βρίσκουν εφαρμογή και σε άλλους κλάδους όπως η τεχνολογία και η τέχνη.

Ο Άλαν Άνταμς όμως, καθηγητής φυσικής στο πανεπιστήμιο ΜΙΤ της Βοστόνης και οι συνάδελφοί του, ανακάλυψαν και μία αναπάντεχη συσχέτιση των φράκταλς με τη συμπεριφορά των μελανών οπών, οι οποίες είναι γνωστό πως μεγαλώνουν καταναλώνοντας το υλικό που τις περιβάλλει.




Για τη μελέτη του ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας, των ορίων δηλαδή που αν διασχίσει ένα σωματίδιο δεν έχει πιθανότητα να ξεφύγει από τη βαρύτητα της τρύπας, οι επιστήμονες επιστράτευσαν μία γνωστή δυαδικότητα μεταξύ των εξισώσεων που περιγράφουν τη βαρύτητα και αυτών της ρευστομηχανικής. 

Οι ερευνητές ενδιαφέρονταν συγκεκριμένα για το φαινόμενο του στροβιλισμού, το οποίο ανακύπτει πολύ συχνά σε περιπτώσεις που υπάρχει ροή ρευστού, όπως για παράδειγμα όταν προσθέτουμε γάλα στον καφέ μας, όταν παρατηρούμε το νερό που φεύγει από το νιπτήρα, ή κατά την εισροή υλικού στη μαύρη τρύπα.

«Έχουμε αυτή τη σχέση μεταξύ των ρευστών και των μελανών οπών και γνωρίζουμε πως τα ρευστά στροβιλίζονται, αλλά δεν είχαμε ιδέα τι σημαίνει αυτό για μία μαύρη τρύπα», εξηγεί ο καθηγητής Άνταμς.

Μοντελοποιώντας το πρόβλημα στους υπερυπολογιστές του πανεπιστημίου Χάρβαρντ και αφήνοντάς τη μαύρη τρύπα στο μοντέλο τους να εξελιχθεί, η ερευνητική ομάδα έδειξε πως σε βάθος χρόνου ο ορίζοντας γεγονότων απέκτησε άπειρη επιφάνεια.

«Αυτό είναι το σημάδι ενός φράκταλ: όσο εστιάζεις τόσο πιο λεπτομερές γίνεται το σχήμα και δείχνει να καταλαμβάνει περισσότερο χώρο. Το γεγονός και μόνο πως κοιτάς τον ορίζοντα μίας μαύρης τρύπας και θα δεις ένα φράκταλ εάν το υγρό στροβιλίζεται είναι μία ευχάριστη έκπληξη», υποστήριξε ο Άνταμς.

Για να είναι δυνατοί οι υπολογισμοί στην προσομοίωση χρειάστηκαν να γίνουν αρκετές απλοποιητικές παραδοχές στο μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε, συνεπώς για την εξαγωγή ασφαλών συμπερασμάτων για τις πραγματικές μαύρες τρύπες θα χρειαστεί ακόμη χρόνος, σε κάθε περίπτωση όμως πρόκειται για ένα νέο πεδίο που ανοίγει ερευνητικές οδούς.

naftemporiki.gr
Διαβάστε περισσότερα... »

Δευτέρα 24 Νοεμβρίου 2014

Ο καθρέφτης, μέσα στον καθρέφτη (αυτο-ομοιότητα, fractals)


Αυτο-ομοιότητα και ερμηνεία του κόσμου, μιά εισαγωγή... 


Καταγωγή και ορισμός της αυτο-ομοιότητας
Ο όρος αυτο-ομοιότητα (self-similarity) προέρχεται από τα μαθηματικά και σχετίζεται με τη θεωρία των φράκταλς (fractals), δημιούργημα του καθηγητή Benoit Mandelbrot στη δεκαετία του 50. 

Τα φράκταλς, είναι μαθηματικά αντικείμενα, σύνολα σημείων στις γραφικές παραστάσεις κάποιων εξισώσεων, που η δομή τους εμφανίζει μια επανάληψη. Kύριο χαρακτηριστικό ενός φράκταλ είναι ότι όσο κι αν μεγεθυνθεί και απομονωθεί ένα τμήμα του, αυτό το τμήμα παρουσιάζει την ίδια μορφή, φαίνεται δηλαδή ίδιο με το συνολικό φράκταλ.



Η θεωρία των φράκταλς δέχεται ότι "ο κόσμος είναι χαοτικός και ασυνεχής, όσον αφορά την επιφανειακή του μορφή. Αλλά πίσω από την αρχικά αντιλαμβανόμενη αυτή αταξία κρύβεται μία τάξη, απόλυτα κανονική και με άπειρη πολυπλοκότητα". Αυτό συμβαίνει εξ ορισμού στο φυσικό κόσμο, αλλά τείνει να συμβαίνει και στον κόσμο που ο άνθρωπος κατασκευάζει. Αυτή η τάξη συνεχίζεται -ή καλύτερα επαναλαμβάνεται με όμοιο τρόπο- σε άπειρα επίπεδα ανάλυσης του κόσμου. 

Έτσι, φράκταλ θεωρείται -με απλά λόγια- η ιδιότητα κάποιων στοιχείων του χώρου να επαναλαμβάνονται με όμοιο τρόπο από τον μακρόκοσμο στον μικρόκοσμο. Για τον περισσότερο κόσμο η αντίληψη του φράκταλ δεν προέρχεται απευθείας από τη γνώση των μαθηματικών τους, αλλά από κάποιες απλοποιημένες καταστάσεις-συνήθως από τη φύση- οι οποίες παρουσιάζουν "φρακταλική" δομή.

Θα πρέπει να τονίσουμε, ότι αυτό που γενικά και απλοποιημένα αντιλαμβανόμαστε ως φράκταλ, είναι κάποιες μορφές που μοιάζουν με τις γραφικές παραστάσεις των φράκταλς, ενώ η αντίληψη της αυτο-ομοιότητας (self-similarity) είναι διαφορετική. Αυτο-ομοιότητα είναι η επανάληψη σε άπειρες κλίμακες παρατήρησης ή ανάλυσης ενός συμβάντος ή μιας κατάστασης.

Παράδειγμα "φράκταλ" είναι η μορφή ενός Ινδικού ναού, ενώ παράδειγμα αυτο-ομοιότητας είναι το παρακάτω: το περίγραμμα της ακτογραμμής -ας πούμε- στην ανατολική Ελλάδα, σε μια δεδομένη κλίμακα, έχει την ίδια -περίπου- μορφή με το περίγραμμα μίας παραλίας -τμήμα της ίδιας ακτογραμμής- σε μικρότερη κλίμακα. 

Ο κολπίσκος της συγκεκριμένης παραλίας έχει την ίδια περίπου μορφή με την παραλία σε ακόμη μικρότερη κλίμακα, και την ίδια μορφή, σε πολύ μικρότερη κλίμακα, με το περίγραμμα του βράχου στον κολπίσκο. Τα εξογκώματα του βράχου μοιάζουν με το βράχο και αν προχωρήσουμε στην απεικόνηση της μοριακής δομής του βράχου, θα συναντήσουμε πάλι την ίδια ομοιότητα, που θεωρητικά δε σταματά πουθενά!

Ο Christopher Alexander έγραφε το 1965 το παρακάτω τετράστιχο γιά να αποδώσει την έννοια της αυτο-ομοιότητας:

Μεγάλoι ψύλλοι έχουν μικρότερους ψύλλους

Στην πλάτη τους και τους τσιμπάνε.

Μικρότεροι ψύλλοι έχουν ακόμη μικρότερους ψύλλους (στην πλάτη τους και τους τσιμπάνε)

Και αυτό επαναλαμβάνεται επ’ άπειρον...


Εφαρμογές της αυτο-ομοιότητας
Η έννοια της αυτο-ομοιότητας δε συναντάται όμως μόνο στη φύση. Όπως προαναφέρθηκε, τείνει να συμβαίνει και σε τεχνητά -κατασκευασμένα ή παράγωγα- περιβάλλοντα, καθώς και σε άλλους τομείς, διαστάσεις ή συστήματα του κόσμου μας. Αυτο-ομοιότητα παρατηρείται στα φαινόμενα του χρόνου και την ιστορία, στις λειτουργίες του ανθρώπινου εγκεφάλου όπως στη μνήμη, στη δομή της κοινωνίας, στην ανάπτυξη της οικονομίας, στην κατανομή της εργασίας, και στη δομή του κτισμένου χώρου μεταξύ άλλων. 

Έτσι, πολλοί μελετητές, τα τελευταία χρόνια, έχουν διερευνήσει τη σκοπιμότητα εφαρμογής της έννοιας της αυτο-ομοιότητας και σε άλλες επιστήμες, εκτός από τις θετικές και την πληροφορική, που αρχικά η έννοια του φράκταλ προτοεμφανίστηκε και πρωτοεφαρμόστηκε. Σήμερα, η έννοια του φρακταλ και της αυτο-ομοιότητας βρίσκεται στο επίκεντρο όλο και περισσότερων μελετών και θεωρείται ότι αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα ερευνητικά εργαλεία. 

Ο Rudy Rucker και ο Carl Bovill αναφέρονται το 1987 στη "φρακταλική" δομή της μνήμης: οι αλληλοσυνδέσεις των αναμνήσεων είναι απείρως περίπλοκες και μοιάζουν με σύνολα Julia (από τα πιό γνωστά σύνολα φράκταλ). Ο Jorge Luis Borges στο μυθιστόρημά του "Ο Κήπος των Διακλαδούμενων Μονοπατιών" περιγράφει τη δομή του χρόνου σαν τη δομή ενός δέντρου με τον κορμό, τα κεντρικά κλαδιά, τα κλωνάρια, τα κλαδάκια κλπ. όπου επαναλαμβάνεται η ίδια δομή.

Ο Michael Batty το 2000 αναφέρεται στην αυτο-ομοιότητα των πολεοδομικών δομών, στο χώρο και στο χρόνο και σε πολλές από τις διαστάσεις τους: η ιδέα και η χωρική δομή της γειτονιάς επαναλαμβάνεται σε διαφορετικές κλίμακες, στις συνοικίες, τα διαμερίσματα και τους τομείς της πόλης. Το ίδιο ισχύει και για τα οδικά δίκτυα, και το εμπόριο. Η δομή του εμπορικού κέντρου ακολουθεί τη δομή του σούπερ μάρκετ, που ακολουθεί τη δομή του παλαιότερου μπακάλικου και αυτή ακολουθεί τη δομή του περιπτέρου.

Τα δεδομένα που οδήγησαν την διερεύνηση των φράκταλς και της αυτο-ομοιότητας προς άλλες εξω-μαθηματικές κατευθύνσεις είναι πολλά και χρονολογούνται από την αρχαιότητα. Η αυτο-ομοιότητα ως έννοια ήταν γνωστή στους αρχαίους πολιτισμούς. 

Μια Ασσυριακή παροιμία δηλώνει ότι: "ο άνθρωπος είναι η σκιά του θεού και ο σκλάβος η σκιά του ανθρώπου". Μέσα από αυτήν τη φράση, με μόνο τρία υποκείμενα, βρίσκουμε ήδη την έννοια της ομοιότητας σε πάνω από δύο επίπεδα. Η ιερή πόλη των Ινδουιστών αναπαρίσταται ως μία σειρά από ομόκεντρους κύκλους, με συμβολική ιερότητα που αυξάνεται από την περιφέρεια προς το κέντρο. Οι Ινδουιστικοί και Ισλαμικοί ναοί στην Ινδία μοιάζουν με τρισδιάστατα φράκταλς και η δομή τους είναι αυτο-ομοιοτική.

Ο Πλάτωνας περιγράφει την Ατλαντίδα σαν μια πλωτή πολιτεία, η οποία αποτελείται από επτά ομόκεντρους δακτυλίους και ανάμεσά τους μεσολαβεί το νερό. Οι αναπαραστάσεις της "Ουράνιας Ιερουσαλήμ", κατά το Μεσαίωνα, σκοπεύουν να επιδείξουν την ομοιότητα που οφείλει να έχει η ουράνια πολιτεία με τον Ναό και ο Ναός με τα μέρη του. Η αυτο-ομοιότητα στη συγκεκριμένη περίπτωση αναφέρεται στη δομή, είναι ενδιαφέρον ωστόσο ότι οι αναπαραστάσεις δείχνουν μια τάση να επιδεικνύουν μια μορφολογική αυτο-ομοιότητα.

Με την πάροδο του χρόνου παρατηρούμε ότι οι αυτο-όμοιες δομές εξελίσσονται και γίνονται τέτοιες σε περισσότερα επίπεδα. Τα ίδια πρότυπα επαναλαμβάνονται και εφόσον η δομή τους είναι ήδη αυτο-όμοια, η αυτο-ομοιότητα πολλαπλασιάζεται. Έτσι, η πόλη που έχει κτιστεί με βάση το σχηματισμό ομόκεντρων κύκλων, όχι μόνο διατηρεί, κατά την εξέλιξή της, την ίδια δομή, αλλά την επαναλαμβάνει και στην παραπέρα ανάπτυξή της. Επιπλέον, η ίδια δομή τείνει να εμφανίζεται πλέον και σε άλλα δομικά συστήματα της πόλης.

Για να δούμε όμως, για ποιο λόγο μπορεί να συμβαίνει αυτό. Ο άνθρωπος σκέπτεται και δημιουργεί βασισμένος σε αρχέτυπα, σύμβολα και δομές, που η καταγωγή τους χάνεται στα βάθη του παρελθόντος αλλά που κληρονομούνται από γενιά σε γενιά κι έτσι, έχουν ύπαρξη και ισχύ διαχρονική. Όταν η ύπαρξη ενός αρχέτυπου σ’ ένα σύστημα είναι βασική, το αρχέτυπο τείνει να επιβάλλεται κατά την ανάπτυξη / εξέλιξη του συστήματος με αποτέλεσμα το σύστημα πολύ γρήγορα να καταλήγει αυτο-ομοιοτικό. 

Η έννοια της αυτο-ομοιότητας εξάλλου, μπορεί να θεωρηθεί η ίδια, επίσης, ένα αρχέτυπο. Οι περιπτώσεις των Ινδουιστών και Αρχαίων Ελλήνων -μεταξύ άλλων- που χρησιμοποιούν την έννοια των ομόκεντρων -αυτο-όμοιων- δακτυλίων για να περιγράψουν την Ιερή ή Ιδανική Πολιτεία, οι οποίες αναφέρθηκαν παραπάνω, είναι ένα παράδειγμα. Οι αρχετυπικές και αρχετυπικά αυτο-όμοιες δομές των πόλεων αυτών, δηλαδή, τείνουν να διατηρούνται και να επαναλαμβάνονται περισσότερο από κάποιες άλλες δομές, που δεν είναι αρχέτυπες αλλά τυχαίες. 

Στον αντίποδα της αρχετυπικής / σχηματικής δομής βρίσκεται η λεγόμενη "οργανική" δομή του χώρου, δηλαδή δομή χώρων που δεν έχουν σχεδιαστεί βάση αρχετύπων, αλλά έχουν προκύψει από τυχαίες παρεμβάσεις ποικίλων μορφών. Εδώ βλέπουμε και πάλι την ιδιότητα της αυτο-ομοιότητας να εμφανίζεται μετατρέποντας προοδευτικά τυχαία σχήματα σε αρχετυπικές δομές. 

Η διαδικασία αυτή περιγράφεται ως μια αλληλοδιαδοχή σχηματισμού δομών και επανάληψης της δημιουργημένης δομής σε πολλές κλίμακες. Μοιάζει σαν το κατασκευασμένο περιβάλλον να οδηγείται σε κατάσταση αυξημένης αταξίας, αλλά η δομή της αταξίας αυτής να καταλήγει και πάλι αυτο-όμοια.

Αυτο-ομοιότητα και χώρος - 
Η περίπτωση της Νοτιοδυτικής Ισπανίας
Παρακάτω θα παρουσιάσουμε μία περίπτωση αυτο-ομοιότητας στο χώρο -φυσικό και κατασκευασμένο- όπου φαίνονται παραστατικά κάποιες από τις έννοιες που αναλύθηκαν παραπάνω. Το συγκεκριμένο παράδειγμα παρουσιάζει ενδιαφέρον, διότι -όπως θα δείτε- η ιδιότητα της αυτο-ομοιότητας εμφανίζεται σε πολλές κλίμακες, αλλά και σε πολλές διαστάσεις της πραγματικότητας. 

Πριν ξεκινήσουμε την περιγραφή είναι απαραίτητο να ξεκαθαριστεί, ότι όταν μιλάμε για αυτο-ομοιότητα στο χώρο σε μη ιδεατά, αλλά πραγματικά περιβάλλοντα, η ομοιότητα δεν μπορεί να είναι απόλυτη, αλλά προσεγγιστική. Έτσι, είναι απαραίτητο να προηγηθεί μια διαδικασία σχηματοποίησης -ή γεωμετρικοποίησης των στοιχείων που εξετάζονται. Αν -για παράδειγμα- η έρευνα εντοπίσει κάποιο στοιχείο με δομή και μορφή τετραγωνική, το στοιχείο αυτό στην πραγματικότητα δεν χρειάζεται να είναι απόλυτα τετράγωνο, αλλά προσεγγιστικά τετραγωνικό.




Στην Νότια Ισπανία βρίσκεται η Ανδαλουσία. Στο δυτικό άκρο της βρίσκεται ο ποταμός Γουαδαλκιβίρ, που η κοιλάδα του σχηματίζει ένα "ισόπλευρο τρίγωνο" με γωνίες τρεις πόλεις, τη Σεβίλλη, τη Χουέλβα και το Κάντιζ. Η περιοχή είναι παγκόσμια γνωστή για πολλούς λόγους, ένας από τους οποίους είναι ότι ο Χριστόφορος Κολόμβος ξεκίνησε από εκεί τις εκστρατείες του για την ανακάλυψη του Νέου Κόσμου. Συγκεκριμένα, το πρώτο ταξίδι του Κολόμβου ξεκίνησε από το λιμάνι της Χουέλβας, όπου τελικά επέστρεψε. 

Όταν η Αμερική έγινε Ισπανική αποικία, τα πλοία των Ισπανών κατέληγαν στο λιμάνι της Σεβίλλης, μέχρι κάποια εποχή, που το επίσημο λιμάνι μεταφέρθηκε στο Κάντιζ. Βλέπουμε λοιπόν ότι οι τρεις πόλεις για δύο λόγους -1ον γιατί αποτελούν τα όρια της κοιλάδας και 2ον γιατί σχετίζονται και οι τρεις και μόνο αυτές με τα ιστορικά γεγονότα του Κολόμβου- αποτελούν ένα σύστημα, και αυτό το σύστημα έχει μορφή -και δομή- τριγωνική. Κοιτώντας το χάρτη σε μικρότερη κλίμακα και πλησιάζοντας την περιοχή της Χουέλβας παρατηρούμε ότι ή πόλη βρίσκεται στα Δυτικά παράλια της κοιλάδας, μεταξύ δύο μικρότερων ποταμών, που σχηματίζουν μία χερσόνησο με μορφή τριγωνική! 

Αν παρατηρήσουμε το χάρτη της πόλης θα ανακαλύψουμε με έκπληξη, ότι η πόλη απλώνεται στο κέντρο της τριγωνικής χερσονήσου, αφήνοντας μια μεγάλη χέρσα και αδόμητη επιφάνεια στα δυτικά με μορφή τριγωνική! Κοιτώντας καλύτερα τον ίδιο χάρτη, γνωρίζοντας κάποια ιστορικά στοιχεία σχετικά με την ανάπτυξη της πόλης κατά τους τελευταίους αιώνες, αλλά και παρατηρώντας τον πολεοδομικό ιστό της πόλης, αντιλαμβανόμαστε ότι το ιστορικό της κέντρο έχει μορφή τριγωνική! Αν θέλουμε να μπούμε σε περισσότερη λεπτομέρεια, θα παρατηρήσουμε ότι η κεντρική πλατεία του ιστορικού κέντρου της πόλης έχει μορφή τριγωνική! 

Η αυτο-ομοιότητα στην περίπτωση που περιγράφουμε είναι τόσο συγκλονιστικά εμφανής και τέλεια, που χωρίς τα κατάλληλα αποδεικτικά -χάρτες και ιστορικά στοιχεία- φαίνεται απίστευτη. Η ομοιότητες όμως δεν σταματούν εκεί... Μία συνδυασμένοι ανάλυση της ιστορίας και της γεωγραφίας της κοιλάδας φέρει στο φως στοιχεία περισσότερων αυτο-όμοιων καταστάσεων. Η δομή της τριγωνικής κοιλάδας αν συνδυαστεί με τα ιστορικά στοιχεία αποκτά κατευθύνσεις και σχέσεις ιεραρχίας. Οι ίδιες κατευθύνσεις και ιεραρχικές σχέσεις επαναλαμβάνονται και σε τοπικό επίπεδο.

Αυτο-ομοιότητα στα χρονικά φαινόμενα και στον κύκλο της ζωής

Η αυτο-ομοιότητα στα χρονικά φαινόμενα μοιάζει με την επανάληψη. Όμως, το ίδιο μοτίβο δεν επαναλαμβάνεται ποτέ στην ίδια κατάσταση και με την ίδια ένταση. Ο Μίλαν Κούντερα στο βιβλίο του "η Αθανασία" μιλά για την περιοδικότητα των βιωμάτων στη ζωή του ανθρώπου. Υποστηρίζει ότι ο άνθρωπος γεννιέται φέροντας μαζί του ένα συγκεκριμένο μοτίβο εμπειρίας. 

Το μοτίβο αυτό δεν είναι απλά η συμπεριφορά του ατόμου, αν και την περιέχει σαν αίτιο, αλλά μια περίπλοκη "εξίσωση" αιτιών και αποτελεσμάτων που δίνει πάντα την ίδια "λύση". Το ίδιο μοτίβο το βιώνει το άτομο ξανά και ξανά, με διαφορετικούς πρωταγωνιστές, μέσα από φαινομενικά διαφορετικές καταστάσεις, σε διαφορετικά επίπεδα, με διαφορετική ένταση και σπουδαιότητα, αλλά στην ουσία επαναλαμβάνει την ίδια "εξίσωση" και καταλήγει στην ίδια λύση. 

Περιγράφει αυτή τη λειτουργία σαν μια σπείρα που ξεκινά με μεγάλη διάμετρο-βιώματα στα οποία το προσωπικό μοτίβο είναι απλό και δυσδιάκριτο- και προοδευτικά καταλήγει σε πιο περίπλοκες και συγκεκριμένες εκφράσεις του, που το άτομο φαίνεται σαν να "συναντά τη μοίρα του".

Ο ψυχίατρος Σκοτ Πεκ στο βιβλίο του "Ο Δρόμος ο Λιγότερο Ταξιδεμένος" αναφέρει την περίπτωση ενός ατόμου, που η μητέρα του είχε τραυματιστεί σε ατύχημα μια συγκεκριμένη ημερομηνία. Το άτομο τού ο οποίου η περίπτωση εξιστορείται από το συγγραφέα, είχε τραυματιστεί -και κάποια φορά μάλιστα κινδυνέψει να σκοτωθεί-σε μια σειρά περιστατικών που συνέβησαν όλα την ίδια, ή περίπου την ίδια ημερομηνία του περιστατικού της μητέρας του! 

Κάποιος φίλος, του οποίου η αδελφή σκοτώθηκε σε αυτοκινητιστικό δυστύχημα, πριν από χρόνια, έχει πάθει ο ίδιος μια σειρά αυτοκινητιστικών ατυχημάτων, σε κάποιο από τα οποία τραυματίστηκε βαριά! Το θέμα της μοίρας, που επαναλαμβάνεται από άτομο σε άτομο, συνήθως από γενιά σε γενιά στη ίδια οικογένεια, είναι διαδεδομένο και στη λογοτεχνία με πολλά παραδείγματα. 

Για μερικούς η ιδέα αυτής της επανάληψης ή αυτο-ομοιότητας ταυτίζεται με την έννοια της μοίρας ή του "προσωπικού θεϊκού σχεδίου" ή απλώς με την προσωπική ιδιοσυγκρασία του καθενός. 

Μήπως η αυτο-ομοιότητα των βιωμάτων μας δεν είναι τελικά τίποτε λιγότερο ή περισσότερο από την τάξη μέσα στο επιφανειακό χάος της ζωής μας; Θα μπορούσαμε να θέσουμε την ερώτηση, αν το φαινόμενο "ντεζαβού", σύμφωνα με το οποίο κάποιες στιγμές έχουμε την αίσθηση ότι επαναλαμβάνεται κάτι που έχουμε ξαναζήσει, έχει κάποια σχέση με την αυτο-ομοιότητα. Μήπως δηλαδή σε κάποιες στιγμές νοητικής καθαρότητας αντιλαμβανόμαστε την αυτο-όμοια δομή της ζωής μας;


Αυτο-ομοιότητα στη θρησκεία και τον απόκρυφο λόγο
Όπως ενδεικτικά αναφέραμε παραπάνω με τα παραδείγματα των Ασσυρίων, Ινδουιστών και Αρχαίων Ελλήνων, η έννοια της αυτο-ομοιότητας φαίνεται να εμπεριέχεται σε κάποια θρησκευτικά συστήματα και στον απόκρυφο Λόγο. Στη Χριστιανική θρησκεία η τριαδικότητα είναι μία έννοια που συναντάται σε πάρα πολλές περιπτώσεις, σε διαφορετικά επίπεδα και κλίμακες. 

Στην περιγραφή του τριαδικού Θεού και στην δομή του ανθρώπου σε σώμα, νου και ψυχή. Στη περιγραφή του κόσμου σε ουρανό (παράδεισο ή heaven που είναι αγγλική λέξη για τον ουρανό και τον παράδεισο μαζί), γη (ζωή ή επίπεδο δοκιμασίας), και κόλαση (που αναπαρίσταται ως τόπος βρισκόμενος στα έγκατα της γης). 

Η δομή του Χριστιανικού Ναού είναι τριαδική: πρόναος, κυρίως ναός και ιερό και ακόμη έχει τρία κλίτη, που είναι η επικρατέστερη δομή βυζαντινού ναού, ακόμη και πολλά σύμβολα στις αναπαραστάσεις των Αγίων έχουν τριαδική δομή. Και σε άλλα σύμβολα της Χριστιανικής θρησκείας παρατηρείται η αυτο-ομοιότητα με ανάλογο τρόπο. Το ίδιο ισχύει και σε όλα τα θρησκευτικά συστήματα και το ίδιο σε πολλά φιλοσοφικά. 

Ο Πλάτωνας περιγράφει το Πραγματικό Αντικείμενο και τη Μίμηση του Αντικειμένου -τέχνη της αναπαράστασης- ως βαθμίδες έκφρασης της Ιδέας. Μέσα από τους λόγους του διαφαίνεται μια αυτο-ομοιότητα -ή αυτό που ο ίδιος ονομάζει αναλογία- μεταξύ όλων των πραγμάτων και εννοιών, από το Ιδεατό στο Πραγματικό και από εκεί σε πολλές βαθμίδες Μίμησης. 

Ο Αριστοτέλης, στη φιλοσοφία του Γένους, του Είδους και του Ατόμου περιγράφει την αυτο-ομοιότητα χρησιμοποιώντας τον όρο "Ενδελέχεια", που είναι η ιδιότητα των ατόμων να είναι εκφράσεις του είδους. Το κάθε άτομο έχει ενδελέχεια με το είδος του, δηλαδή ένα είδος καταγωγής ή συγγένειας που μπορεί να προσδιορισθεί και ως ομοιότητα. 

Ο λόγος που υπάρχει αυτο-ομοιότητα στα θρησκευτικά συστήματα και τον απόκρυφο λόγο είναι ότι η θρησκεία αποτελεί συμβολική αναπαράσταση του κόσμου και σαν τέτοια δεν αρκεί απλώς να τον περιγράφει σε μία από τις διαστάσεις ή επίπεδα ή κλίμακές του, αλλά οφείλει να αναφέρεται σε ό,τι συνιστά τον κόσμο, από το μικρόκοσμο, δηλαδή, μέχρι το μακρόκοσμο, από τον χώρο στο χρόνο, από τον άνθρωπο στην ύλη. 

Η απόκρυφη φράση "κατ’ εικόνα και ομοίωση" συνιστά ακριβώς την περιγραφή της αυτο-ομοιότητας μεταξύ θεϊκού και φυσικού συστήματος, και από εκεί και πέρα σε όλες τις βαθμίδες του φυσικού συστήματος. Η αυτο-ομοιότητα τελικά συντελεί στην αναγωγή του Λόγου από το θεϊκό στο φυσικό σύστημα.

Διαβάστε περισσότερα... »

Σάββατο 20 Ιουλίου 2013

Τα φράκταλ, η ζωγραφική και ο Τζάκσον Πόλοκ




Στο τρισδιάστατο σύμπαν που ζούμε,
έχουμε και δικαίως,την αίσθηση ότι οι διαστάσεις είναι ακέραιοι αριθμοί. Μια μονοδιάστατη γραμμή, ένα δισδιάστατο τρίγωνο, ένας τρισδιάστατος κύλινδρος. 


Όλα αυτά προ φράκταλ, τα συγκεκριμένα σχήματα έχουν τόσο μεγάλο βαθμό πολυπλοκότητας,  που η διάσταση τους παύει να είναι ακέραιος και κυμαίνεται ανάμεσα στο 1 και το 3. 

Για παράδειγμα η ακτογραμμή της Βρετανίας έχει φράκταλ διάσταση ίση με 1,25, το κουνουπίδι 2,33, ο ανθρωπινός πνεύμονας 2,97.

Τι σχέση όμως έχει η φράκταλ διάσταση με την ζωγραφική;

Το φθινόπωρο του 2006, ένας πίνακας του διασήμου ζωγράφου ου 20ου αιώνα Τζάκσον Πόλοκ πουλήθηκε έναντι του υψηλότερου ποσού που είχε πληρωθεί ποτέ για έργο ζωγραφικής. 

Σύμφωνα με τον ιστότοπο artnet, ο Μεξικανός κροίσος Νταβιντ Μαρτινες, πλήρωσε 140 εκατομμύρια δολάρια για τον πίνακα, ο οποίος είχε την ονομασία Αριθμός 5,1948.

Ο πίνακας είχε δημιουργηθεί
με την χαρακτηριστική τεχνική του Πόλοκ, ο οποίος "πιτσίλαγε" μπογιά στο καμβά. Οι κριτικοί τέχνης σοκαρίστηκαν από το ιλιγγιώδες ποσό που δόθηκε στο έργο, ενώ πολλοί ήταν εκείνοι που δήλωσαν ειρωνικά: «ο καθένας θα μπορούσε να φτιάξει κάτι τέτοιο!».

Φαινομενικά, ο καθένας θα μπορούσε να παίξει με τις μπογιές έχοντας την ελπίδα να γίνει κάποια στιγμή εκατομμυριούχος . 

Όμως τα μαθηματικά, αποκάλυψαν ότι ο Πόλοκ έκανε στην πραγματικότητα, κάτι πιο πολύ εκλεπτυσμένο απ΄ ότι πίστευαν οι περισσότεροι. 

Το 1999, μια ομάδα μαθηματικών με επικεφαλής τον Ριτσαρντ Τειλορ του πανεπιστήμιου του Όρεγκον, ανέλυσε τους πίνακες του Πόλοκ και ανακάλυψε ότι η τεχνική πιτσιλίσματος που χρησιμοποιούσε δημιουργεί στην πραγματικότητα ένα από τα φράκταλ σχήματα που απαντώνται κατά κόρον στην φύση. 

Τα μεγεθυμένα έργα του Πόλοκ μοιάζουν πάρα πολύ με το έργο στο σύνολο του (αυτοομοιότητα) και φαίνεται να διαθέτουν την χαρακτηριστική άπειρη πολυπλοκότητα των φράκταλ. Μάλιστα στα έργα του μπορεί να εφαρμοστεί και η ιδέα της φράκταλ διάστασης, ώστε να αναλυθεί με ποιο τρόπο ανέπτυξε ο Πόλοκ την τεχνική του.

Ο Πόλοκ άρχισε να δημιουργεί φράκταλ εικόνες το 1943. Οι πρώτοι πίνακες του έχουν φράκταλ διάσταση ίση περίπου με 1,45 όπως και τα Νορβηγικά φιόρδ. Καθώς όμως βελτίωνε την τεχνική του, η φράκταλ διάσταση των έργων του αυξανόταν με αργό ρυθμό , κάτι που αντικατόπτριζε το γεγονός ότι οι πίνακες του γίνονταν όλο και πιο πολύπλοκοι. 

Ο Πόλοκ χρειάστηκε 6 μήνες για να ολοκληρώσει έναν από τους τελευταίους πίνακες του γνωστό ως Blue poles με φράκταλ διάσταση 1,72.

Οι ψυχολόγοι έχουν μελετήσει τα σχήματα που βρίσκουν οι άνθρωποι αισθητικά ευχάριστα.
Σύμφωνα με τις έρευνες τους μας έλκουν σταθερά σχήματα που η φράκταλ διάσταση τους κυμαίνεται από 1,3 μέχρι 1,5 την οποία διαθέτουν πολλά σχήματα της φύσης.

Αν λοιπόν ο Πόλοκ δημιουργούσε φράκταλ, πόσο εύκολο είναι αντιγραφεί η τεχνική του; Το 2001, ένας Αμερικανος συλλέκτης έργων τέχνης εξέφρασε κάποιες ανησυχίες επειδή ο πίνακας που είχε στην κατοχή του και φερόταν ως δημιούργημα του Πόλοκ του δεν έφερε καμία υπογραφή ή ημερομηνία , πουθενά στον καμβά. 

Έτσι, αποφάσισε να ζητήσει βοήθεια από τους μαθηματικούς που είχαν αποκαλύψει την φράκταλ διάσταση του καλλιτεχνικού ύφους του Πόλοκ. 

Η ανάλυση τους αποκάλυψε ότι από τον συγκεκριμένο πίνακα απουσίαζε ο ιδιόμορφος φράκταλ χαρακτήρας που προκύπτει από την τεχνοτροπία του Πόλοκ. Έτσι κατά την γνώμη τους ο πίνακας είναι… απομίμηση.

Η εργασία του Τέιλορ από τον ιστότοπο του πανεπιστήμιου του Όρεγκον:
http://materialscience.uoregon.edu/taylor/art/fractal.pdf


Διαβάστε περισσότερα... »

Το παράδοξο των ακτογραμμών


Πόσο μεγάλη είναι η ακτογραμμή της Αυστραλίας; 

Εκτιμάται ότι είναι περίπου 12.500 χιλιόμετρα. 


Ωστόσο, το παγκόσμιο βιβλίο δεδομένων της Κεντρικής αμερικάνικης υπηρεσίας Πληροφοριών (CIAWorld Factbook) ισχυρίζεται ότι ο αριθμός είναι υπερδιπλάσιος, πάνω από 25.700 χιλιόμετρα. 


Πώς μπορεί να υπάρχουν τόσο διαφορετικές εκτιμήσεις για το ίδιο μήκος των ακτών; 

Η αντίφαση που φαίνεται να προκύπτει είναι γνωστή ως το "παράδοξο των ακτογραμμών". 

Δείτε το βίντεο,και μια σχετική ανάρτηση με την ακτογραμμή της μεγάλης Βρετανίας.

Διαβάστε περισσότερα... »

Πως κατασκευάζουμε ένα φράκταλ (von Koch )


Σχεδιάζουμε ένα ισόπλευρο τρίγωνο
και χωρίζουμε την κάθε πλευρά του σε τρία ισα μέρη. 


Με βάση το μεσαίο τμήμα της κάθε πλευράς,  σχηματίζουμε προς το εξωτερικό του τριγώνου ένα νέο ισόπλευρο τρίγωνο και αφαιρούμε την βάση του. Σχηματίζεται έτσι ένα αστεροειδές με 12 πλευρές,  η καθεμία όποιες ισούται με το 1/3 της πλευράς του αρχικού τριγώνου.

Επαναλαμβάνουμε την ίδια διαδικασία στην κάθε πλευρά του νέου σχήματος δημιουργώντας ένα πιο περίπλοκο αστεροειδές με 48 πλευρές. 

Επαναλαμβάνουμε την διαδικασία επ΄ άπειρον , καταλήγουμε σε ένα εξαιρετικά ωραίο και περίπλοκο φρακταλ που φέρει την ονομασία χιονονιφάδα von Koch (παρατήρησε το σχήμα).


Το σχήμα έχει αρκετές απροσδιόριστες ιδιότητες. Αν το αρχικό τρίγωνο είχε πλευρά 1 μονάδα, η περίμετρος του ήταν 3 μονάδες. Αφού σε κάθε νέο βήμα μια πλευρά αντικαθιστάται από τέσσερις νέες πλευρές που έχουν μήκος το 1/3 της αρχικής, η περίμετρος αυτού του νέου σχήματος, θα ισούται με την περίμετρο του προηγούμενου πολλαπλασιασμένη επί 4/3.

Έστι το αρχικό τρίγωνο έχει περίμετρο 3 μονάδες, το πρώτο αστέρι 4, το δεύτερο 16/3 , περίπου 5,33 το επόμενο 64/9=7.11 κ.λ.π. 

Είναι προφανές ότι το τελικό σχήμα θα έχει άπειρη περίμετρο! 

Το εκπληκτικό είναι ότι η άπειρη περίμετρος θα περικλείει ένα πεπερασμένο και σαφώς καθορισμένο εμβαδό. Αποδεικνύεται ότι η χιονονιφάδα του von Koch περικλείει εμβαδό όσο με τα 8/5 του εμβαδού του αρχικού τρίγωνου.

Στο σχήμα που προκύπτει το ίδιο μοτίβο επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά. Χονδρικά μπορούμε να ισχυριστούμε ότι τα φράκταλ παρουσιάζεται ως "μαγική εικόνα" που όσες φορές και να μεγεθυνθεί οποιοδήποτε τμήμα του θα συνεχίζει να παρουσιάζει ένα εξίσου περίπλοκο σχέδιο με μερική ή ολική επανάληψη του αρχικού. 

Χαρακτηριστικό επομένως των φράκταλ είναι η λεγόμενη αυτο-ομοιότητα σε κάποιες δομές τους, η οποία εμφανίζεται σε διαφορετικά επίπεδα μεγέθυνσης.

«Ο όρος "φράκταλ" προέρχεται από το λατινικό fractio (θραύσμα, κομμάτι), λόγω της κλασματικής διάστασής του, και πρωτοχρησιμοποιήθηκε από τον Γάλλο μαθηματικό Μπενουά Μάντελμπροτ. Το 1967 ο Μπενουά Μάντελμπροτ έθεσε την φαινομενικά απλοϊκή ερώτηση: «πόσο μεγάλη είναι η ακτογραμμή της Βρετανίας;». 

Ύστερα από σύντομη σκέψη διαπιστώνει κανείς ότι η ερώτηση δεν είναι τόσο απλοϊκή όσο φαίνεται εξαρχής, αφού η απάντηση εξαρτάται από την κλίμακα του χάρτη που χρησιμοποιούμε για να μετρήσουμε την ακτογραμμή! Όσο πιο πολλές λεπτομέρειες έχει ο χάρτης τόσο πιο μεγάλη τιμή για την ακτογραμμή προκύπτει.

Ο λόγος αυτής της παράξενης ιδιότητας είναι ότι η ακτογραμμή είναι ένα φράκταλ. Η γεωμετρία του Ευκλείδη δεν αρκούσε για να περιγράψει τον πραγματικό κόσμο και αυτός είναι ο λόγος που η θεωρία των φρακταλ αντιμετωπίστηκε αρχικά με δυσπιστία.



Την καλύτερη περιγραφή
των περίπλοκων αυτών σχημάτων την είχα ακούσει στο πανεπιστήμιο από έναν καθηγητή ο όποιος δήλωνε ότι φράκταλ είναι η γραφική παράσταση μιας συνάρτησης που είναι παντού συνεχής αλλά πουθενά παραγωγίσιμη.

Ο Μάντελμπροτ είναι εκείνος που εισήγαγε τόσο τον όρο όσο και τη θεωρία των φράκταλ στην επιστήμη ,κατόρθωσε να δώσει έναν αρκετά ευρύ αλλά μαθηματικά ακριβή ορισμό τους καθώς και των ιδιαίτερων ιδιοτήτων τους (αυτοομοιότητα, κλασματική διάσταση, μικρή επιφάνεια φράκταλ αλλά άπειρη σε μήκος περίμετρος). θεωρείται ένας από τους σπουδαιότερους μαθηματικούς των τελευταίων 50 ετών.

Περισσότερες λεπτομέρειες
στο εξαιρετικό βιβλίο του John Briggs "Fractals: The Patterns of Chaos: Discovering a New Aesthetic of Art, Science, and Nature", καθώς και στο διαδίκτυο το οποίο βρίθει αναφορών και κυρίως φωτογραφιών.

Διαβάστε περισσότερα... »

Φράκταλ!


Ο Δράκος του Μάντελμπροτ

"Γιατί πολλές φορές ακούμε ότι η γεωμετρία είναι «ψυχρή» και «άχαρη»;


Ένας λόγος είναι η αδυναμία της να περιγράψει το σχήμα ενός σύννεφου, ενός βουνού, μιας ακτής ή ενός δέντρου. Τα σύννεφα δεν είναι σφαίρες, τα βουνά δεν είναι κώνοι, οι ακτές δεν είναι κύκλοι και ο φλοιός δεν είναι επίπεδος ούτε οι αστραπές ταξιδεύουν σε ευθεία γραμμή.

Γενικότερα, ισχυρίζομαι ότι πολλά σχήματα της φύσης
είναι τόσο ακανόνιστα και κατακερματισμένα που αν τα συγκρίνουμε με τα ευκλείδεια, βλέπουμε ότι η φύση δεν είναι απλώς πιο πολύπλοκη, αλλά επιδεικνύει ένα εντελώς άλλο επίπεδο πολυπλοκότητας. Το πλήθος των φυσικών σχημάτων και μεγεθών είναι πρακτικά άπειρο. 

 
Η ύπαρξη αυτών των σχημάτων μας προκαλεί να μελετήσουμε μορφές που παρέλειψε ο Ευκλείδης θεωρώντας τις «άμορφες», να διερευνήσουμε την μορφολογία του «άμορφου». Οι μαθηματικοί παραδοσιακά περιφρονούσαν αυτήν την πρόκληση και συστηματικά απέφευγαν την ενασχόληση τους με την φύση, εφευρίσκοντας θεωρίες άσχετες με οτιδήποτε βλέπουμε ακούμε η αισθανόμαστε. 

Η λέξη φράκταλ(Fractal) προέρχεται από το λατινικό fractus και το ρήμα frangere που σημαίνει «σπάζω, δημιουργώ ακανόνιστα θραύσματα». Είναι φυσικό- και ταιριάζει με τις ανάγκες μας –το fractus- να σημαίνει «τεμαχισμένος» αλλά και « ακανόνιστος». 

Είμαι σίγουρος ότι οι επιστήμονες θα εκπλαγούν και θα χαρούν συνάμα ανακαλύπτοντας ότι πολλά σχήματα στα οποία έδιναν διάφορα απαξιωτικά ονόματα (ακανόνιστο, βλογιοκομμένο, ρυτιδιασμένο, στρεβλό, σκουληκαντέρα ,βόστρυχος κ.α), τώρα μπορούν να μελετηθούν με την δέουσα επιστημονική και αυστηρότητα και ακρίβεια."

Μπενουά Μάντελμπροτ, Η κλασματοειδής γεωμετρία της φύσης,1977.



Ένα σχετικό βίντεο
από τον συγγραφέα επιστημονικής φαντασίας Άρθουρ Κλαρκ:


Διαβάστε περισσότερα... »