Платон был прав: Земля-это, в среднем, кубов

Платон, греческий философ, который жил в 5 веке до н. э., считал, что Вселенная была создана из пяти видах материи: земле, воздухе, огне, воде и космосе. Каждый был описан с особой геометрией, платонические формы. На земле, что форма была Куба.

Наука неуклонно двигался за домыслы Платона, а не хотите атома как строительный блок вселенной. Еще Платон, кажется, были на что-то, исследователи нашли.

В новой работе, в Трудах Национальной академии наук, команда ученых из Университета Пенсильвании, Будапештский университет технологии и экономики и Университета Дебрецена использует математике, геологии и физике, чтобы продемонстрировать, что средняя форма камней на Земле-это Куба.

«Платон широко признан как первый человек, чтобы разработать концепцию атома, идея, что материя состоит из некоторых неделимых компонента в наименьшем масштабе», — говорит Дуглас Jerolmack, геофизик в Penn школа искусств & наук кафедры Земли и науки об окружающей среде и Школы инженерных и прикладных наук кафедра машиностроения и прикладной механики. «Но это понимание было только концептуальную; ничего о нашем современном понимании атомов вытекает из того, что Платон нам рассказал.

«Интересная вещь состоит в том, что мы находим с скалы, или земля, является то, что более концептуальная родословную вплоть до Платона. Получается, что концепция Платона о стихии Земли состоит из кубиков, в буквальном смысле, средний статистической модели для реальной земли. И это просто взрывает мозг.»

Вывод группы началась с геометрических моделей, разработанная математиком Габор Domokos Будапештского университета технологии и экономики, работа которых предсказал, что природные камни разлетаются в кубических форм.

«Этот документ является результатом трех лет серьезно думать и работать, но он возвращается к одной основной идее», — говорит Domokos. «Если взять трех-мерное полиэдральное формы, нарежьте ее произвольно на два фрагмента, а затем снова и снова нарезать эти фрагменты, вы получите огромное количество различных полиэдрических форм. Но в среднем смысле, получившуюся фигуру из фрагментов Куба.»

Domokos вытащил два венгерских физиков-теоретиков в петлю: Ференц Кун, эксперт по фрагментации, и Янош Торок, специалист по статистической и расчетной моделей. После обсуждения возможности открытия, Jerolmack говорит, венгерские исследователи принимали их нахождения в Jerolmack к совместной работе по геофизическим вопросы; иными словами, «каким образом природа могла позволить этому случиться?»

«Когда мы взяли эту дугу, он сказал, ‘это или ошибка, или это большой,'» Domokos напоминает. «Мы работали назад, чтобы понять физику, что результаты в этих формах».

По сути, вопрос они ответили, что формы создаются, когда камни разбивают на куски. Удивительно, они нашли, что основная математическая гипотеза объединяет геологические процессы не только на Земле, но вокруг Солнечной системы.

«Фрагментация этот вездесущий процесс измельчения планетарной материалов», — говорит Jerolmack. «Солнечная система наполнена льда и камней, которые постоянно разбивается. Эта работа дает нам подписание этого процесса, что мы никогда не видели прежде».

Частью этого взаимопонимания является то, что компоненты, которые вырываются из некогда твердые предметы должны подходить друг к другу без зазоров, как за блюдо на грани разрыва. Как оказалось, только один из так называемых Платоновых форм — многогранники с гранями равной длины … что стыкуются без зазоров кубиками.

«Одна вещь, которую мы предположили в нашей группе, что вполне возможно, Платон посмотрел на скале обнажения и после обработки или анализа изображения, подсознательно в его голове, он предположил, что средняя форма представляет собой нечто вроде Куба,» Jerolmack говорит.

«Платон был очень чувствителен к геометрии», Domokos добавляет. По преданию, фраза «Пусть никто не разумея геометрии введите» было выгравировано на дверь в Академию Платона. «Его интуиция, подкрепленные его широкой думать о науке, возможно, и привело его к идее о кубики», — говорит Domokos.

Чтобы проверить правильность своих математических моделей проведен верно, в природе, исследователи измерили большое разнообразие пород, что они собираются сотни и тысячи из ранее собранных наборов данных. Независимо от того, камни были естественно состаренный от большого обнажение или был взорван людьми, в команде нашли хорошее прилегание к средней кубической.

Однако, существуют специальные скальные образования, которые появляются, чтобы разбить куб «правило».Дорога Гигантов в Северной Ирландии, с его высокими вертикальными колонками, один из примеров, образуется необычный процесс базальтового охлаждения. Эти образования, хоть и редко, все еще окруженный математическая концепция команды фрагментации; они просто объясняется вне-обычные процессы.

«Мир-это отвратительное место», — говорит Jerolmack. «Девять раз из 10, если камень не растащили или выдавило или стригли-и, как правило, эти силы происходят вместе, вы в конечном итоге с помощью фрагментов, которые, в среднем, кубической формы. Это только если у вас очень особое состояние стресса, что вы получите что-то другое. Земля просто не делать это часто».

Исследователи также исследовали фрагментацию в двух измерениях, или на тонких поверхностях, которые функционируют как двухмерные фигуры, с глубиной, что значительно меньше, чем ширина и длина. Там, переломы бывают разные, хотя центральная концепция разделения полигонов и достижения прогнозируемой средней формы по-прежнему держит.

«Оказывается в двух измерениях вы с одинаковой вероятностью получить как прямоугольник или шестиугольник в природе,» Jerolmack говорит. «Они не настоящие шестигранники, но они-статистический эквивалент в геометрическом смысле. Вы можете думать об этом как краска треская; действует сила, чтобы вытащить краску только одинаково с разных сторон, создавая гексагональную форму, когда его трещинки».

В природе, примеры этих двумерных перелом моделей можно найти в ледяных покровов, высыхающей грязи, или даже земной коре, глубина которых значительно превышает его протяженность, позволяющих ему функционировать в качестве де-факто двумерный материал. Ранее было известно, что земная кора трещиноватая на этом пути, но наблюдения группы поддерживают идею о том, что структуры дробления результаты от тектоники плит.

Определение этих закономерностей в рок может помочь в прогнозировании явления, такие как камнепад опасности или вероятности и расположение потоков жидкости, такие как нефть или воду, в скалы.

Для исследователей, находя, как представляется, основополагающий закон природы, выходящих из многотысячелетнего выводы было интенсивным, но приятным переживанием.

«Есть много зерен песка, гальки, и астероиды, и все они развиваются по сколам на универсальной основе», — говорит Domokos, который также является одним из изобретателей Gömböc, первый известный выпуклой формы с минимальным количеством … всего два … статического равновесия точки. Чипирование при столкновениях постепенно уменьшает баланс, но формы не становится Gömböc; последняя предстает как недостижимая конечная точка это естественный процесс.

Нынешний результат показывает, что точка отсчета может быть такой же знаменитой геометрической формы: куб с 26 очками баланс. «Тот факт, что чистая геометрия обеспечивает эти скобки на вездесущий естественный процесс, дает мне счастье», — говорит он.

«Когда вы подбираете камень в природе, это не идеальный куб, но каждый из них является своего рода статистических тень Куба», — добавляет Jerolmack. «Это напоминает аллегорию Платона о пещере. Он утверждал, идеальная форма, которая была необходима для понимания Вселенной, но все мы видим искаженные тени, что совершенная форма.»

сделать разницу: спонсорские возможности