* Dramatische themamuziek * Herken hier
een patroon? De weegschaal van
de dennenappel zijn niet
willekeurig gerangschikt Ze groeien
langs een exacte spiraal. Hetzelfde geldt hier
voor die dennenappel. Dat niet alleen, ons oor ook
gebouwd langs een spiraal. En zelfs sterrenstelsels. (Lesch) En dat is geen toeval. de wereld die ons omringt
het werkt perfect. We zijn omsingeld
van de prestaties van de natuur. Hun vormen, patronen en structuren
bepaalde regels volgen. En dat kunnen we, als we het goed doen
kijken, herkennen en begrijpen. Wiskunde is de bril
dat we aandoen over de blauwdruk van de aarde
zichtbaar maken. De natuur
staat bekend als taai. ze sorteert
wat niet heeft gewerkt. Echt lang
alleen echte winnaars blijven over. Je zou ook kunnen zeggen van de
De natuur leren kennen is leren winnen. Mensen hebben
uiteindelijk begrepen. We hebben
de natuur bestudeerd en nagebootst. (Lesch) Uw formulieren
te begrijpen en te ontcijferen het is ingewikkeld,
maar het is het waard. Elke keer zijn wij het
geslaagd in de geschiedenis een element uit de blauwdruk
natuur berekenen dan was dat een garantie
voor vooruitgang, tot op de dag van vandaag. De natuur
is onze grootste leraar.
Wel om van te profiteren we moesten
gaat nogal in cirkels. (Lesh)
Bijna in letterlijke zin. om de cirkel te begrijpen was een motor
voor menselijke ontwikkeling. Voor de eerste keer
slaagt in het oude Egypte. Aan de voedselrijke oevers
van de Nijl een ware Hof van Eden ontstaat. Nijlboeren worden voor hard werken
beloond met overvloedige oogsten. Hier werkt het voor het eerst
in de geschiedenis, graan te verbouwen. Echter alleen tot de zomer dan overstromingen
de Nijl overstroomt de velden. Voor honger
in de bevolking te vermijden moet het graan op
opgeslagen voor de volgende oogst. Droog en ruimtebesparend. Wat is de beste manier om dit te doen? Zoals de Egyptenaren
los dit probleem op toont de Papyrus Rhind. Het is meer dan 3500 jaar oud
en als je wilt, een van de oudste wiskundeboeken
van de wereld, wat is geweldig
omdat wiskundigen zoals wij ze kennen
die waren er toen nog niet. De knappe koppen van die tijd
zijn de schriftgeleerden van Farao. Achter de weinig spectaculaire titel verbergen zich
goed opgeleide ambtenaren de universele genieën van die tijd, verantwoordelijk voor
de organisatie van bouwprojecten, voedselvoorraden
of oorlogskosten.
Daarbij ontwikkelen ze zich
de wiskunde verder. 1550 voor Christus
moet Ahmes deposito's creëren, met minimaal ruimteverbruik maximale graanhoeveelheden
kan redden. Tot nu toe gebruiken de boeren
ronde en vierkante opslag. De korrels glijden in de rondjes
gelijkmatig naar beneden, niets plakt
en rot. Het moet rond zijn, de herinnering. Maar hoe groot? een lastige vraag omdat ronde oppervlakken dat wel konden
de oude Egyptenaren rekenden nog niet. Achmes trekt
een cirkel in een vierkant en dit onderverdeeld
in 81 kleine vierkantjes. Hiervan vullen er 64 de cirkel in. De zijlengte van het vierkant is gelijk aan
de diameter van de cirkel.
Zo komt hij dichterbij tot een van de belangrijkste formules
van wiskunde: het cirkelgetal pi. Pi: 3.14 en
dan een heleboel decimalen. De meeste mensen weten nog zoveel
uit de wiskundeles. Maar wat
betekent dit nummer eigenlijk? Dat cirkelt van nature
hebben een unieke structuur. De verhouding van de omtrek
van een cirkel tot zijn diameter is altijd hetzelfde, ongeacht
hoe groot of klein de cirkel is. op een magische manier,
laten we zeggen wiskundig, alle cirkels hebben dezelfde structuur. (Lesch) Het kleine getal 3.14
Ahmes opent een nieuwe wereld. Hij kan nu al zijn maten meten
bereken het ronde geheugen precies. Bodemoppervlak, hoogte zijwanden
en het volume. Ahmes bedenkt een blauwdruk
en kan materiaal en personeelsplanning
voor de oudste graansilo's. Dit meer dan
3500 jaar oude overblijfselen archeologen vinden tijdens opgravingen
bij Edfu aan de Nijl. De graanelevatoren hadden
een doorsnee van 6,5 meter en waren tot acht meter hoog. Niet alleen door te boeren, maar ook
door graan op te slaan de Egyptenaren kunnen een vaste waarde hebben
voeden een groeiende bevolking en bevoorradingssteden. Brood en bier waren er toen al
het hoofdvoedsel van de mensen. Hun hoge cultuur bloeit omdat Pi
alledaagse problemen oplossen.
Een veronderstelde
simpele constante, onmisbaar voor ingenieurs. Cirkels ontmoeten ons overal vooral in de natuur die ze vervullen
meestal voor een bepaald doel. Ze redden de kostbare, bescherm de gevoelige. In onze driedimensionale wereld neemt de cirkel, heel natuurlijk,
een andere vorm: de bal. Een bijna perfecte vorm. zeepbellen
zijn uiterst vluchtig. Daarom proberen ze meteen de
om de meest stabiele toestand te bereiken bij mogelijk
weinig materiaalverbruik. Dat weten we dankzij de wiskunde. Oppervlaktespanning trekt ze tot het kleinst mogelijke volume
samen. Tegelijkertijd drukt
in de lucht er tegenaan. Het vormt zich tot een bal
voor de grootste inhoud met de kleinste omvang
kunnen opnemen. De krachten zullen overal zijn
gelijkmatig afgeleid, er is geen drukpunt. Bescherm volgens precies dit principe
vruchten hun waardevolle pitten. En sommige dieren zelf. Of het nu gaat om een gordeldier, een mestkever of een egel,
de truc helpt hen haar zachte onderkant
beschermen tegen aanvallers. *Speelse muziek* (Lesch) Ook
in het microscopisch kleine ballen zijn extreem robuust. Zo'n griepvirus is 10.000 keer
minder dan een millimeter maar in zijn veerkracht
onovertroffen. De virussen zullen
zo goed beschermd door de vorm die jij
gedurende 3,8 miljard jaar zijn altijd geëvolueerd. En daarom dagen ze ons uit
steeds weer uit.
400 BC pauzes
een epidemie in Griekenland wat alleen al in Athene een kwart is
kostte de bevolking het leven. Wat moeten we doen?
Er zijn nog geen vaccinaties. De Grieken grijpen in
populaire remedie van zijn tijd. Ze raadplegen een orakel. En het orakel antwoordt ook,
met een wiskundeprobleem. En deze taak is zo complex dat er generaties zijn
door wiskundigen stoot je hoofd erop. (Lesch) Het kubusvormige altaar
van de tempel van Apollo op Delos moet in volume verdubbeld worden
terwijl het een kubus blijft. Het klinkt
in het begin niet zo moeilijk. vierkanten en kubussen
kan eenvoudig berekend worden. Maar dat is het precies
in de 4e eeuw voor Christus onder oude wiskundigen
fronste. De oplossing
moet grafisch gevonden worden, kompas en liniaal gebruiken. De geleerden staan lang stil
voor een onopgelost probleem, tot een zekere
Menaichmus van Athene heeft genoeg van de denkverboden
en gebruikt getallen en formules. Hij rekent uit en vindt de oplossing. Het orakel
accepteert de oplossing niet de pest blijft woeden. Typisch Griekse legende. Wat staat er zeker in
is het symbool: dat zijn namelijk de krachten van de natuur
zijn te groot om hen ook te domineren
voor de knapste koppen van hun tijd.
Hoe dan ook
de puzzels van de Grieken waren het waard. Want puur toeval, Menaichmos
ontdekte iets fundamenteels. Wat ik bedoel,
dat zie je hier over de vorm van de waterpartij: de parabool. (Lesch) beschrijft Menaichmos voor het eerst in de geschiedenis
de parabool de grafische weergave
zijn kwadratische functie. Hier als een normale parabool, hoe we ze eruit halen
vertrouwd met de wiskundeles. De parabool is
een cruciaal onderdeel van de blauwdruk
van mens en natuur. Ook omdat de natuur
uitdagingen.
In de Australische outback bijvoorbeeld
het klimaat is extreem. Temperaturen rond de 40 graden Celsius
zijn niet ongebruikelijk Regen en waterpoelen wel. Om water te krijgen, moet je
kangoeroes leggen lange afstanden af. Op een zogenaamd vermoeiende
manier, ze springen. Maar op de een of andere manier niet.
Kangoeroes springen parabolen. Als ze beginnen te springen
de elastische pezen strekken zich uit in hun achterpoten uit elkaar,
als een veer. Dit heeft het effect van een katapult. Je kunt dankzij de parabool springen
urenlang springen en met de minste hoeveelheid energie
lange afstanden afleggen. Van een snelheid
van ongeveer 20 kilometer per uur is de paraboolsprong
efficiënter dan wandelen. Sommige kangoeroes reiken
top snelheden tot 60 kilometer per uur. Hierdoor wordt het springen voor hen duidelijk
minder inspannend dan lopen. Niet in de strijd om te overleven
maar in de sportcompetitie man voert de gelijkenis op: bij het gooien van de speer. Sinds de oudheid zijn mensen aan het wedijveren
atleten in deze discipline. Toen, net als nu, is het doel om de speer zo ver mogelijk te gooien.
Eerst en vooral is het speerwerpen een heel technische
volbrachte discipline. Als de techniek
niet waar kan de speer
vlieg niet ver. (Lesh)
Naast valhoogte en -hoek bereken topsporters
zoals Hofman een andere factor mee
de wind. Op deze dag
het is bijna windstil. De speer vliegt
met een lanceerhoek van 35 graden de verste. De baan van de speer
komt altijd overeen met de parabool. De engel,
in de hoveling zijn speer op reis stuurt
bepaalt de route. Dankzij de parabolische vorm
de speer vliegt het verst met het laagste energieverbruik. En dat geldt voor
alle trajecten in de natuur. De parabolische vorm zorgt voor
niet alleen voor optimaal bewegen.
Ook tijdens de bouw
zij is de maat van alle dingen. Zelfs voor hen
heel weinig bouwer van de aarde. Gedragsbioloog Judith Korb
onderzoekt termieten. Dat deed ze gewoon
een jonge kolonie krijgertermieten uit Ivoorkust
overgebracht naar haar laboratorium zij nu
kan worden waargenomen tijdens de bouw. Gebouwd door de termieten
wordt natuurlijk anders aangestuurd dan wij mensen doen. We hebben architecten
het plan. We hebben bouwkundig ingenieurs
wie berekent. De termieten moeten
doe geen berekeningen om zoiets te bouwen. (Lesch) Zelfs als "krijger termieten"
klinkt krijgshaftig, ze zijn van nature kwetsbaar, zonder steek
of beschermend pantser. zijn des te belangrijker
stabiele en duurzame forten, gebouwd in parabolische vorm.
Er zijn termietenkolonies
met meer dan twee miljoen dieren. Hoe groter de kolonie
hoe groter het fort. Ze zijn zo stabiel dat ze
kan duizenden jaren meegaan. Vermoedelijk was er
andere genetische mutanten, die anders bouwden
maar het was niet stabiel. En dit leidt natuurlijk tot
dat alleen de termietenkolonies overleefd
en hebben nakomelingen gekregen hetzelfde na deze paraboolvorm
heeft gebouwd. (Lesch) Enkele meters hoog
zijn de woontorens gebouwd door vijf millimeter
kleine termieten.
Wij mensen zouden moeten
in proportie, Gebouwen bouwen,
die 2500 meter hoog zijn. Dat zou bijna zijn
naar de top van de Zugspitze. De gelijkenis geeft
voor stabiliteit in gebouwen. Het zorgt voor het voortbestaan van
kleinste ingenieurs op aarde. gekopieerd uit de natuur, werkt ook
de mens gebruikt de gelijkenis. Dit model is gebaseerd op een
Tekening van Leonardo da Vinci. bijstand
deze mobiele militaire brug hij wilde de hertog van Milaan
overtuigen van, hem een baan als uitvinder
geven voor oorlogsmachines. Het heeft de vorm van een parabool. Of deze brug ooit
werd gebouwd is onduidelijk. Hoe dan ook, da Vinci deed het
een baan krijgen. (Lesch) Ingenieurs aan de TU Darmstadt wil de paraboolvorm
de praktijktest ondergaan. Hiervoor bouwen ze twee bruggen
van hetzelfde materiaal: kartonnen doos. Het verschil:
Eén brug blijft recht voor de anderen, kartonnen rollen
gebogen in een parabool.
Wordt getest
met volledige fysieke inspanning. Breng de zes mannen bij elkaar een gewicht van ongeveer 460 kilogram
op de weegschaal. Hoe meer gewicht, hoe sterker
het materiaal wordt aan de bovenkant samengedrukt en beneden uit elkaar getrokken. De laatste stap is te veel.
De rechte brug breekt. Het vooraf bepaalde breekpunt, dus de
zwakste punt is het midden. Het hele gewicht
belast deze positie. Ter vergelijking, de boogbrug
aan de proef onderworpen. Het materiaal is hetzelfde
alleen de vorm is anders. De testprocedure
blijft identiek. Alle zes mannen staan op
achter elkaar op de brug. De 460 kilogram
let niet op de parabool. Ze houdt vast. De parabolische vorm zorgt voor
dat de kracht gelijkmatig
verdeeld over het hele gebied. Het gewicht zal
afgeleid van de pagina's. De kartonnen drager presteert
een bepaalde dimensie.
Twee of drie personen
dan breekt het. En dan hebben we de boog. Er kunnen tien mensen op staan
dan breekt het. dezelfde hoeveelheid materiaal,
maar hoger rendement. (Lesch) De paraboolvorm
heeft een revolutie teweeggebracht in onze bouwsector. Met deze kennis
laten we vandaag bridgen zogenaamd onoverkomelijk
en werelden met elkaar verbinden. Wiskunde
is de sleutel tot de natuurwetten
profiteren van. En omdat daarin zo
er is een gigantisch potentieel gaat in de 12e en 13e eeuw
er is een echte wiskundeboom aan de gang. Je ontmoet elkaar vrijwillig
naar wiskundewedstrijden. Kun je je dat voorstellen? Dan is het gaaf
die heel goed kan tellen. (Lesh)
Pisa in het begin van de 13e eeuw. Voor bloeiende handel
op de stadsmarkten wordt elementaire wiskundige kennis
steeds belangrijker. De wiskundige Leonardo da Pisa,
beter bekend als Fibonacci, is daarom
een populaire tijdgenoot.
Hij komt uit
een gerespecteerde koopmansfamilie dankzij een privéleraar
wiskunde geleerd, zelfs die van toen
nog steeds fronsend naar Arabische cijfers. Fibonacci leert en
Doe mee aan rekenwedstrijden. Hele alledaagse verschijnselen inspireer hem
om spelletjes te bedenken. Bijvoorbeeld de vraag
hoeveel paren konijnen binnen een jaar een
paar konijnen kunnen afdalen. Hij doet twee aannames: Elk paar konijnen brengt iedereen
maand wordt er een nieuw koppel geboren. En:
Konijnen leven voor onbepaalde tijd. een beetje vreemd,
maar het is een principekwestie. Fibonacci-wiskunde. Het eerste paar konijnen
komt in de tweede maand nog een paar konijnen. Vanaf toen
het aantal paren de som van de twee voorgaande maanden. Kortom: aan het eind van het jaar
er zijn 233 paar konijnen. Fibonacci
zet het in een formule. En, volgens de legende, wint met het rekenmodel
een wiskundewedstrijd. En Fibonacci
werd terecht beroemd. Hij heeft er niet zomaar een
wiskundewedstrijd gewonnen, hij deed wat
revolutie in de wiskunde. Hij vereenvoudigde het probleem
een model gemaakt en daarmee
berekenbaar gemaakt. Tegelijkertijd kwam hij
op het spoor van een wet sommigen spreken er tegenwoordig van
wereldformule, dat evt alle fundamentele interacties
de natuur kan verklaren.
(Lesh)
Over het aantal bloemblaadjes. Ongeveer 400.000 soorten
van bloeiende planten is er wereldwijd
onderzoekers waarderen. Ze hebben allemaal iets gemeen
als het om groei gaat. De iris heeft drie bloemblaadjes,
de hibiscus vijf. sieraden mandje acht en het Jakobskruiskruid schopt
meestal met 13 bloemblaadjes. Vaak tellen we mee
bij de madeliefjes 34, 55 of 89 bloemblaadjes. Ze zijn allemaal
Fibonacci-volgnummers. Waarom het zo is,
onderzoekt Thomas Janssen in de botanische tuin
van de Humboldt Universiteit in Berlijn. Hij wil precies weten waarom bladeren, takken en zaden
een plant zo en niet anders
zijn geregeld. We vinden deze Fibonacci-patronen in een zeer groot aantal
van planten, zo niet
op de meeste planten wereldwijd. (Lesch) Zoals met de agave. Als de bladeren van de agave na
en spring op na de spruit, doen ze op de een of andere manier niet liever
volgens een vast patroon namelijk op afstand
altijd dezelfde hoek: 137,5 graden. En het aantal bladeren
is ook een Fibonacci-getal. Daar is een reden voor. (Janssen) Dat is het
heilzaam voor planten de laterale organen op één
regelen op een manier die ertoe leidt dat het genot van licht
want de bladorganen worden maximaal, zodat er geen zijorgaan is
staat precies boven een ander en dit in de schaduw.
(Lesch) De hoek die
maximale lichtopbrengst gegarandeerd, bedraagt 137,5 graden. Voor het menselijk oog is
het verschil is nauwelijks te zien maar zal de bladstand aan gaan
computer veranderd met een graad, het heeft enorme implicaties. De onderste bladeren
krijg niet meer voldoende zonlicht
en verdorren. Dit geldt niet alleen voor de bladeren, maar ook
voor het rangschikken van de zaden. Plaats de bloemenmand
de zonnebloem vrij, verstop je eronder
de zonnebloempitten. Groei vanuit deze kernen
volgend jaar nieuwe zonnebloemen. Is opvallend,
de zonnebloempitten groeien in spiralen in twee richtingen. In één zijn er 34
in de andere 55 spiralen. Je raadt het al, Fibonacci-getallen. In deze regeling vindt het maximale aantal
zaadruimte in de bloeiwijze. Voor het voortbestaan van de soort
beveiligen zo bepaalt de natuur
op Fibonacci-getallen. Zelfs met de dennenappel
zijn de zaden in spiralen
verdeeld over de kegel. Vertrokken rond 13
en met de klok mee acht. Wees gunstige ontwikkelingen
gestabiliseerd door selectie, nadelig
vanzelf verdwijnen omdat ze dat niet doet
zijn competitief. (Lesch) Wat heerst,
neemt toe volgens de rij van Fibonacci. Ze is een sleutel
voor de blauwdruk van de natuur, een garantie
voor het voortbestaan van bepaalde soorten. In miljoenen jaren heeft de natuur dat gedaan
gevonden vormen en patronen, gewoon
perfect werken.
En dat is de beste manier om het te doen
kijk eens naar deze Nautilus. (Lesh)
Het oudgriekse woord nautilus betekent zeeman. En waarschijnlijk is er geen matroos
met meer ervaring als de nautilus
het levende fossiel. Al 60 miljoen jaar
hij steekt de oceanen over en kan op en neer duiken
als een moderne onderzeeër. Het geheim is verborgen
in zijn parelmoeren kast. tot hij groot is groeit naar de nautilus
elke maand een nieuwe kamer. Ze is altijd rond precies hetzelfde
factor groter dan de vorige. Deze factor is bijna 1.618. Zonder de verfijnde
Grootteverhouding van de kamers kon de nautilus
niet bewegen. Ze zijn met elkaar verbonden
en gevuld met gas en water. Afhankelijk van de mengverhouding
zinkt of stijgt de Nautilus. 1.618, aan dit aantal heeft hij zijn
Leven voor 60 miljoen jaar. Dit nummer heeft een bijna
magisch effect op ons mensen. Renaissance kunstenaar
heb dat ontdekt bovenal
het beroemdste universele genie: Leonardo daVinci. Hij is schilder en de modernste
wetenschapper van zijn tijd met een zwak voor wiskunde. Geen wonder dus,
dat zijn laatste avondmaal een wiskundige samenstelling
onderliggende. Het hele beeld is verdeeld
in de verhouding 1 op 1.618.
Deze verhouding is ook bekend
als de gulden snede de absolute maat
voor de kunstenaars van de Renaissance. En wie heeft het uitgevonden? Fibonacci. Als je een cijfer draait
gedeeld door haar buurvrouw geeft 1.618. Leonardo daVinci
draait met de gulden snede Dus de rij van Fibonacci, en op hetzelfde moment
een formule voor schoonheid. De gulden snede komt overeen
een fundamentele menselijke behoefte brengt esthetiek in wat moeilijk is
kan worden samengevat in een formule. Er is iets dat ik
kan het ook begrijpen het kan mij worden uitgelegd
het is fascinerend. (Lesch) Waarom wij de relatie lijkt zo harmonieus
staat op ons gezicht geschreven. Want ook bij ons mensen
we vinden universele patronen, zelfs als we eerst kijken
er heel anders uitzien. Als je de afstand meet
belangrijke mogelijkheden zoals pupillen tot ooghoeken,
neus tot lip gradiënt, kin tot gezichtsbreedte, is hun relatie tot elkaar
altijd ongeveer 1.618.
Wiskunde
verbindt ons mensen wereldwijd. Want ook al is het etnisch
verschillen in verhoudingen en gemiddelde grootte van de ogen,
wenkbrauwen, lippen, neuzen daar, basis gezichtsstructuren
zijn voor ons allemaal hetzelfde. In werkelijkheid
bij vrouwen als bij mannen. Dat is verbazingwekkend, is het niet?
En om over na te denken. Werkt natuur of een
hogere macht hier een plan, of is het allemaal toeval? Dit kan worden gecontroleerd met behulp van
van kansberekening. Hoe waarschijnlijk is het
Voorbeeld dat er een virus ontstaat? virussen zijn
de eenvoudigste vorm van leven. Al het leven in de wereld
bestaat uit vier bouwstenen dus de erfenis van het leven
bestaat uit vier bouwstenen. Ze moeten in een bepaalde
manier te combineren dus een bepaald levend wezen
komt uit. Wanneer er een virus is
dit nummer van de combinatie 1000.
Vier bouwstenen dus
moet duizend keer bij de combinatie
samen geïnstalleerd worden vandaar een virus
werkt als een virus. Dit is gelijk aan 4 tot de macht van 1000
10 tot de macht van 600 mogelijkheden. Dat is een één gevolgd door 600 nullen.
Een meerderheid. Het zou niet eerder dan vandaag zijn
genoeg tijd in het universum geweest dat al deze combinaties
willekeurig een virus gehad
kan produceren. Dit is de,
wat je moet onthouden: Dingen gebeuren in de natuur
volgens vaste wetten onder bepaalde omstandigheden. En daar de natuur
streeft naar perfectie, de omstandigheden
maar blijf veranderen bereikt nooit perfectie. En daarom
ze verandert constant. (Lesh)
Hoe de natuur verandert we ervaren de eerste hand in de winter. Wat nog meer in het jaar
als regen op de aarde valt verandert in sneeuw als het koud is. De astronoom Johannes Kepler
valt bij nader inzien in de winter van 1610
een speciaal kenmerk. De sneeuwvlokken
zijn altijd zeshoekig. Bij temperaturen onder nul
gaat het watermolecuul solide verbindingen
met andere watermoleculen. De vorm van het watermolecuul maakt het mogelijk
gewoon een heel speciale hoek.
Daarom komt het er altijd uit
een zeshoekige structuur, verbinden met de andere zeshoeken. De zeshoeken nestelen zich
naadloos samen en condenseren
naar een stabiele ijslaag, ook zeshoekig. De ijstegel
laat filigraan armen groeien, er ontstaat een sneeuwvlok. Een vlok wordt gemiddeld
vijf millimeter breed. Geen sneeuwvlok
lijkt op een ander. Elk is uniek. Dat sneeuwvlokken
zijn zo uniek Kepler vermoedt nog niet. Dat denken Japanse onderzoekers
onder de microscoop uit. In het originele materiaal uit 1939
we zien een wereldpremière. Ukichiro Nakaya
rassen voor het eerst een kunstmatige sneeuwvlok. Hij ontdekt
dat het waarschijnlijk is er zijn oneindig veel vormen en verdeel ze
in 41 categorieën. Door zijn categorieën kennen we dat in de Alpen
vrij stevige sneeuw valt, in tegenstelling tot de beroemde
Poedersneeuw van de Rocky Mountains of de neerslag
het koudste continent op aarde Antarctica, dat onmiddellijk bevriest.
Nakaya's basisonderzoek
gebruik vandaag onderzoekers van het Alfred Wegener Instituut. je wilt erachter komen hoe het klimaat en het weer veranderen
zijn veranderd op de Zuidpool. geeft informatie
de sneeuw samengeperst tot ijs. De boorkernen
fungeren als een klimaatdagboek en kan variëren in temperatuur
van de afgelopen twaalf maanden. Gebaseerd op de structuren van de kristallen herkent sneeuwonderzoeker
Stefanie Arndt, welk klimaat de sneeuw
de laatste tijd geschorst. Kleverige sneeuw geeft aan
een vochtig, veranderlijk klimaat, poedersneeuw betekent
het was koud en droog. als ik mij
kijk naar sneeuw, ik werk
ik hiermee: hoe veranderen
Sneeuwkristallen na verloop van tijd? Deze geeft informatie over hoe was het weer en
het klimaat in de regio veranderen.
Als ik mij
kijk naar mijn sneeuwkristallen vergeleken met hetzelfde
tien jaar geleden. (Lesch) De sneeuwkristallen zijn
een indicator van klimaatverandering. Tot zover Arndt en haar team zien niet zo'n sterke temperatuurstijging
op Antarctica zoals in het Noordpoolgebied in het noorden. reden voor de all-clear
maar dat is het niet. Met stijgende temperaturen
de zeshoeken breken uit elkaar, de sneeuw smelt. We vinden perfecte zeshoeken
ook op het gebied van bijen. De honingraat moet
twee belangrijke taken vervullen aan de ene kant veel honing bewaren en aan de andere kant
andere bieden onderdak aan de larven. De randen van de zeshoeken
zijn allemaal even lang en worden gebruikt als partities
twee keer gebruikt. Dat scheelt was
en dus waardevolle energie. De honingraten werken in combinatie
als een beschermend kussentje. Dat maakt
de zeshoek zo succesvol als natuurlijk bouwprincipe. En daarom zijn we mens
ook zo graag om het te kopiëren. Aan de Universiteit van Cottbus
worden honingraat lichtgewicht componenten getest in kunststof. In tegenstelling tot de bijen moeten hier
niemand bouwt met fysieke kracht.
Een 3D-printer
maakt de componenten. Een laser bedekt het
Kunststof honingraatkern met vezels. Dit verhoogt de stijfheid en
zorgt voor een glad oppervlak. Deze honingraatkern
weegt slechts een derde van wat wat een staalplaat van hetzelfde
weegt in omvang. Maar hoe stabiel is het? In de stresstest
"Staal versus kunststof honingraat" staat de stabiliteit van de
Honingraatstructuur op de testbank. De drie millimeter dik
Stalen plaat weegt 230 gram. Er is een kracht aan het werk
van 1100 Newton erop. Dit komt overeen met een druk
van ongeveer 110 kilogram. De voornamelijk in voertuigen
geplaatste stalen plaat buigt onherroepelijk. De zeshoekige kunststof honingraat
geeft in eerste instantie toe, maar keert dan terug
terug naar hun oorspronkelijke vorm.
De immense druk is te danken
gedistribueerd en afgeleid van hun vorm. De honingraat is aanzienlijk stabieler en
brengt nog een voordeel met zich mee. Deze honingraatstructuren
de wij als sandwichhoningraat
kopiëren, worden gekenmerkt door een
absoluut laag gewicht. Vanwege de lage dichtheid ik kan heel streng zijn en
strakke structuren creëren. (Lesch) Maar hoeveel druk
houdt de plastic honingraat stand? Een maximale stresstest
informatie moet geven. Bij 2200 newton… voorbij is, breekt de honingraat. Ze houdt tenslotte het dubbele vast
evenveel kracht stond als het staal. En twee keer zoveel vermogen betekent:
twee keer zoveel bescherming.
Als ik
deze materiaalklasse gebruikt in commerciële vliegtuigen
of in de autobouw, Ik slaag
om zeer lichte voertuigen te verplaatsen met wie ik heel klein ben
energieverbruik hebben. Ik heb minder massa nodig
versnellen en vertragen. Dit bespaart energie, kosten en
beschermt tegelijkertijd het milieu. (Lesch) In de auto van de toekomst
kon de vloer van zo'n
sandwich constructie. De auto
zou zo veel makkelijker zijn en verbruikt minder brandstof. Het zou merkbaar milieuvriendelijker zijn
dankzij de zeshoek. Veel elementaire bouwstenen
de natuur hebben de slimste geesten
geleidelijk ontcijferd. Iets als een wereldformule
heb ze niet ontdekt. Wij raden ook
van de wiskunde tot onze grenzen. In heel veel dingen
er is een principe dat is zo ingewikkeld die
kon bijna gek worden als je het probeert te begrijpen. (Lesh)
De wiskundige Benoit Mandelbrot werkt aan het begin van zijn carrière
bij computergigant IBM.
Een van de groten
technische uitdagingen In de jaren 1960: gegevens via telefoonlijn
lange afstanden overbrengen. Maar de voorlopers van onze e-mails komen meestal incompleet
of helemaal niet. is de schuldige
een ruis op de lijn. Mandelbrot zoekt naar manieren
om dit probleem op te lossen. Om dit te doen, gaat hij op onderzoek uit
het geluid nauwkeuriger en herkent een patroon. In het diagram ziet u de fout
voor een periode van zeven dagen hetzelfde als voor een kortere
periode van slechts één dag.
Zelfs voor een uur, een minuut
of zelfs een seconde het patroon van de stoornis
blijft altijd hetzelfde volledig onafhankelijk
hoe de tijdspanne verandert. De jonge wiskundige
is ervan overtuigd: Als het
er is een terugkerend patroon kan hij
reken ook wiskundig uit. Mandelbrot gedefinieerd
een ogenschijnlijk eenvoudige formule: Z=Z'+C een groeiformule, voor heel bijzondere groei
oneindige zelfreplicatie. Je kunt jezelf in haar verliezen
in de Mandelbrot-verzameling. Hoe verder je inzoomt,
hoe meer details u kunt zien. Het lijkt bijna oneindig. Zijn ontdekking is zeker niet alleen
beperkt tot de virtuele wereld, het geldt universeel
voor alle soorten groei. Op het eerste gezicht
de varen groeit ook chaotisch. Maar bij nader inzien
valt op: Een varenblad
bestaat uit een stengel waarop vele andere miniatuurvarens
links en rechts groeien.
Ook op deze
kleinere varens groeien weer. De varen groeit door
maakt kopieën van zichzelf. Deze kopieën worden satellieten genoemd. Als we verschillende foto's hebben
vergelijk van de varen, we kunnen niet meteen zien of het het varenblad als geheel is
of is een afbeelding van de satelliet. Hetzelfde principe
vinden we in Romanesco, een oversteek
van bloemkool en broccoli. Zijn satellieten
worden kleiner hetzelfde van de structuur, maar de
grote structuur bijna perfect. Op elke satelliet
groeien dezelfde structuren in steeds kleinere afmetingen. Die groei vinden we
niet alleen in planten Er worden ook wolken gevormd
volgens hetzelfde principe. Of onze longen
die steeds fijner vertakt wordt.
Mandelbrot benoemt deze vormen
fractals. het zijn patronen
die op vergroting miniatuurkopieën van zichzelf
uitbrengen. Dankzij de fractals kunnen onderzoekers dat wel
meet de groei heel precies. Met deze methode
Wil je levende wezens behouden? die tot nu toe een precieze zijn geweest
Ontnemen begrip: koralen. Vanuit ecologisch oogpunt
vormen de bloemendieren, zoals koralen ook wel worden genoemd,
het bos in de oceaan. Ze bieden woonruimte
voor talloze zeedieren. Ze zijn hoogsensitief en
groeien in ingewikkelde vormen. Het probleem waar wij
bij koraal staan is dat het geen organismen zijn
zijn als zoogdieren een solide blauwdruk
hebben van haar lichaam. Je lichaamsvorm hangt ervan af
sterk afhankelijk van omgevingsinvloeden. Dat betekent dat we het kunnen
meet niet met een liniaal. (Lesch) Veranderingen in het rif
kon voorheen alleen met de hulp van onnauwkeurige onderwaterfoto's
geschat worden. nauwkeurige gegevens verzamelen,
was onmogelijk.
We kunnen
koralen tellen, hoeveel leven
hoeveel zijn er dood Maar het belangrijke
waar de koralen voor staan is de driedimensionale structuur
deze rifstructuren, waarin vele andere levende wezens
zoek dan gewoon hun huis. (Lesch) Koralen zorgen daarvoor
de chemische balans in het water. Dat maakt haar zo onvervangbaar. Maar omgevingsinvloeden
steeds gevaarlijker worden zoals microplastics. In de voetsporen van Mandelbrot
wil Jessica Reichert aan de Universiteit van Giessen
fractale geometrie uitzoeken, welke invloed microplastics hebben
op koraalgroei. Ze voedt ze in het laboratorium
Test koralen met microplastics. Deze stof is nauwelijks zichtbaar
wordt nooit biologisch afgebroken maar wordt gevonden
overvloedig aanwezig in de oceanen. De koralen
vergis het voor eten. De groei houdt ze tegen
regelmatig in de moderne 3D-scanner. Het proces
duurt ongeveer tien minuten vangt en meet
het gehele oppervlak van het koraal. In de computer
afmetingen worden opgeslagen de niet alleen hoogte,
definieer breedte en diepte, maar zoals het koraal zelf
steeds meer vertakt. Jessica Reichert
vergelijkt koralen, die, zoals op de foto links,
worden gevoed met microplastics, met soortgenoten,
die normaal gevoed worden. je valt
een serieus verschil.
Wij konden vinden
dat het koraal iets minder complex ontwikkelen. En dat kon
zeker een mechanisme zijn zoals koraal
er beter mee om kunnen gaan als kunststof
ligt in de zeeën. het bestaat
hoop zeker dat ze dergelijke mechanismen hebben
ze kunnen zich eraan aanpassen. (Lesch) Klinkt in eerste instantie positief. Maar een minder complex koraal is dunner
en dreigt eerder af te breken. Dit maakt het rif kwetsbaarder en kan als golfbreker worden gebruikt
de kusten niet langer beschermen. Methode van Jessica Reichert zal ondertussen
internationaal toegepast. Want niet alleen plastic
brengt de zeeën in gevaar. Door de opwarming van de aarde de temperatuur in de zee stijgt
onevenredig snel. In de Australische zomer van 2016
en het jaar erna bleekmiddel 50 procent
van het Groot Barrièrerif.
Het is de grootste koraalsterfte
sinds de records begonnen. In Queensland in het noorden van Australië onderzoekers zijn bezig met fokken een
temperatuurbestendig superkoraal. De meting met de 3D scanner
kan helpen bepalen zoals dit koraal op
reageert op de hogere temperaturen. Als het koraal
slaagt voor de stresstesten is ze blootgesteld
voor hen om te broeden en als een meer resistente Great
barrièrerif kan groeien. Hoe beter we de natuur en
hun geheime blauwdruk begrijpen, des te beter
kunnen we ze beschermen De wiskunde biedt ons
voor een goede toegang, en formules en vormen
help ons hierbij. we mogen niet vergeten
dat zij alleen is een gids
bril, waarmee we de wonderen van de natuur verkennen
doorzien en herkennen.
Dat mag ons niet eigenwijs maken
doen, maar eerder nederig, omdat de natuur ons niet nodig heeft
maar we hebben de natuur nodig. Daarom zouden we dat moeten doen
goed kijken en leren. En wij leren ook
want met elk nieuw stukje van de puzzel, dat vinden we zitten
een steeds groter wordend beeld. een fantastische
die we zeker moeten behouden. * Dramatische muziek * ondertiteling in opdracht van ZDF,
2021.
