WATV.org is provided in English. Would you like to change to English?

Quy luật trong tự nhiên

739 Xem

Thoạt nhìn, thiên nhiên có vẻ thật khó hiểu và đầy hỗn loạn. Đó là nơi nhiều cây cối rậm rạp và vô số loài thực vật đâm rễ xuống đất một cách ngẫu nhiên. Thiên nhiên cũng có số lượng lớn không thể ước tính được những loài côn trùng mà chúng ta không biết và cả những loài động vật hoang dã ở đó; thế giới thật náo nhiệt và tràn ngập những điều đặc biệt khó diễn tả bằng lời.

Mọi người thường gọi những thứ không phải do con người tạo ra là tự nhiên. Vì không ai biết đến nên mọi người cũng coi tự nhiên như là thế giới ngẫu nhiên, nơi không thể tìm thấy quy luật hay khuôn mẫu nào. Ngược lại, thiên nhiên có những kiểu mẫu lý tưởng từ những nguyên tử nhỏ nhất đến tinh thể, thực vật, động vật, cơ thể con người, thời tiết, cho đến thậm chí là những thiên hà lớn nhất. Dù nhắc đến bất cứ thứ gì trong tự nhiên thì cũng có thể thấy nó được tạo thành từ những vật chất nhỏ, và những vật chất đó lại là một phần của vật chất khác lớn hơn.

Giữa vô số những hình dáng tuyệt vời và đa dạng của các sinh vật sống, chúng ta hãy tìm hiểu về góc được tạo thành giữa hai chiếc lá ở thực vật. Góc này được gọi là “divergence” – sự phân bố của lá. Hầu hết mọi người đều bỏ qua chi tiết này, nhưng Leonardo Da Vinci, thiên tài sống vào thời Phục hưng, là người đầu tiên tìm ra quy luật đó nhờ khả năng quan sát xuất chúng của người họa sĩ cùng tính tò mò đầy trí tuệ của một nhà khoa học.

Ông xem thiên nhiên như là kiệt tác của Đấng Sáng Tạo và viết: “Ở nhiều loài thực vật, chiếc lá thứ sáu luôn mọc ra ở ngay phía trên chiếc lá đầu tiên”. Lá mọc thành hình xoắn ốc dọc theo thân và cách nhau đều đặn.

Cho đến nay, người ta đã khẳng định rằng thực vật có cách sắp xếp lá nhất định tùy theo loài. Ví dụ, đối với tre và cỏ, lá ở tầng thứ 2 sẽ có cùng vị trí với lá ở tầng trước; đối với cây cỏ gấu và cây gỗ trăn thì đến hàng lá thứ 3 vị trí của lá mới trùng lặp, đối với cây anh đào và cây táo thì ở tầng lá thứ 5. Đối với hoa hồng, vị trí của lá sẽ lặp lại ở tầng thứ 8 còn đối với cây thông là tầng lá thứ 13.

Khi chúng ta xem chiếc lá đầu tiên là mốc 0 thì thực vật có quy luật sắp xếp lá là: vị trí trùng lặp sẽ xuất hiện ở tầng lá thứ 2 hoặc tầng lá thứ 3, thứ 5, thứ 8 hoặc lá thứ 13; và góc được tạo thành giữa hai lá cạnh nhau cùng tầng tương ứng sẽ là 180º, 120º, 144º, 135º và 138,4º… Có những quy luật rất đáng kinh ngạc về số lượng cánh hoa cũng như số lượng lá. Hầu hết các bông hoa đều có cánh được sắp xếp đối xứng thành những hoán vị đặc biệt của 3, 5, 8, 13, 21, 34,…

Ví dụ: hoa loa kèn có số lượng cánh là bội số của 3, hoa hồng dại là bội số của 5, hoa cánh bướm là 8 và hoa cúc vạn thọ là 13. Đôi khi, số lượng cánh hoa không hoàn toàn trùng khớp với những con số này nhưng điều vô cùng bí ẩn là rất hiếm loài thực vật được quan sát thấy có hiện tượng này.

Số lượng cánh hoa chắc chắn tuân theo một kiểu mẫu nhất định: Đó là mỗi số của dãy là tổng của hai số liền trước nó. Ví dụ: 3+5=8, 5+8=13,… Lý do mà chúng ta thấy số lượng cánh hoa này quen thuộc là vì chúng trùng khớp với sự sắp xếp của lá; các loài thực vật có lá lặp lại vị trí ở các tầng lá thứ 2, 3, 5, 8, 13,… Đây là dãy số Fibonacci1.

1. Dãy số Fibonacci: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34,… Mỗi số trong dãy là tổng của hai số liền trước nó. Nhà toán học người Ý Fibonacci đã tìm ra dãy số này. Số lượng cánh hoa và số lượng của các hạt hướng dương cũng như cấu trúc của nhiều loài sinh vật sống, chẳng hạn như ốc anh vũ, tuân theo quy luật này.

Tỷ lệ vàng là tỷ lệ được tạo ra khi chia một đường thành hai phần và phần dài hơn (a) chia cho phần nhỏ hơn (b) bằng tổng (a) + (b) chia cho (a).
Nhiều vật dụng hàng ngày như thẻ tín dụng và giấy A4 được thiết kế gần như tỷ lệ vàng.

Kiểu mẫu bí ẩn này cũng có thể được tìm thấy trong quả thông. Khi nối các đầu vảy của quả thông, chúng ta có thể thấy có hai chiều xoắn ốc khác nhau, cùng chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ, và số lượng đường xoắn ốc thường là 5 và 8, hoặc 8 và 13.

Không chỉ vậy, chúng ta còn có thể tìm thấy những đường xoắn ốc đan chéo nhau trên nhụy hoa hướng dương. Các đường xoắn ốc của hạt hướng dương cũng khác nhau, tùy thuộc vào kích thước của hoa; nhưng nếu một bông hướng dương có 21 hạt ở hướng này thì sẽ có 34 hạt theo hướng ngược lại, hoặc 34 và 55 hạt, hoặc 55 và 89 hạt,… Luôn luôn là 2 số liền kề trong dãy Fibonacci.

Dãy Fibonacci thu hút sự chú ý của mọi người là nhờ vào tỷ lệ vàng (1:1,61803…). Tỷ lệ vàng là tỷ lệ được tạo ra khi chia một đường thành hai phần và phần dài hơn (a) chia cho phần nhỏ hơn (b) bằng tổng (a) + (b) chia cho (a). Khi lấy một số bất kỳ trong dãy Fibonacci chia cho số liền trước nó thì sẽ cho ra kết quả gần bằng với tỷ lệ vàng.

Số càng lớn trong dãy Fibonacci thì cho tỷ lệ càng gần với tỷ lệ vàng. Tỷ lệ vàng này là tỷ lệ lý tưởng và đẹp nhất trong mắt người và đã được sử dụng trong nhiều tác phẩm nghệ thuật như đền Parthenon của Hy Lạp cổ đại, bức họa Mona Lisa và Bữa ăn tối cuối cùng của Leonardo da Vinci, bức tranh Tableau của Mondrian.

Trong một hình chữ nhật có tỷ lệ vàng, nếu bạn vẽ một đường cong có bán kính bằng độ dài cạnh bé của hình chữ nhật đi từ một đỉnh đến cạnh đối diện của hình chữ nhật ban đầu, thì chúng ta có thể vẽ được vô hạn các hình vuông và vô hạn các đường cong, và các đường cong này sẽ tạo thành hình một con ngao. Thậm chí còn tồn tại một cấu trúc mới nằm ngoài quy luật số học mà chúng ta vốn có thể dễ dàng nhận thấy.

Phân dạng là cấu trúc không bao giờ có điểm kết thúc. Các phân dạng là những cấu trúc phức tạp vô hạn được tạo nên từ những cấu trúc đồng dạng nhưng theo các tỷ lệ khác nhau. Cấu trúc của mây, tinh thể tuyết, tia chớp, thân cây, lá và gân lá là biểu hiện của phân dạng2. Dù bạn có phóng to gấp bao nhiêu lần để nghiên cứu tốt hơn thì cũng không có gì thay đổi và sẽ tìm thấy cùng một cấu trúc có tổ chức phức tạp và xuất hiện lặp lại nhiều lần.

2. Phân dạng (Fractal): Các cấu trúc nhỏ và đơn giản lặp lại vô hạn, tạo nên cấu trúc tổng thể phức tạp và kỳ lạ. Phân dạng có tính tự tương đồng và đệ quy. Trong tự nhiên, bờ biển cắt khía, dạng phân bố của mạch máu động vật, cành cây, sự hình thành của băng giá trên cửa sổ, hình dạng của các dãy núi, tất cả đều là phân dạng, và mọi thứ trong vũ trụ rốt cuộc đều có cấu trúc phân dạng.

Khi nói đến hình dạng có tính lặp hoặc một kiểu mẫu nhất định, mọi người thường nghĩ đến những thứ do con người tạo ra như mạch điện tử, cấu trúc của một đô thị đông đúc nhìn từ trên cao hoặc một mẫu vải có họa tiết hình học. Hơn nữa cho đến nay, các khái niệm số học và hình học được coi là tri thức cao cấp và là ý tưởng nhân tạo mà chỉ con người mới có thể làm được.

Tuy nhiên, thế giới mà Đức Chúa Trời tạo ra là thế giới phức tạp mà con người thậm chí không thể hiểu bằng khả năng của mình. So với con muỗi có cấu trúc tinh vi và phức tạp, thì chiếc máy bay phản lực đòi hỏi công nghệ tiên tiến và kỹ năng chuyên môn của con người không hơn gì chiếc máy bay đồ chơi cho trẻ em.

Cấu trúc tinh tế của vảy cánh bướm, sóng tạo ra trên mặt nước hoặc trong bầu khí quyển, vằn của hổ và ngựa vằn, chuyển động của côn trùng và động vật, chuyển động của các thiên thể,v.v… đều có tính đều đặn. Chúng ta đã nghĩ rằng toán học và khoa học chứng minh khả năng vượt trội của con người, nhưng thực ra chúng ta chỉ mới khám phá ra những quy tắc nhỏ trong sự sáng tạo của Đức Chúa Trời.