スクートイド: 新しい形状を発見する方法

研究者らは、上皮細胞(人間の多くの臓器の表面を覆う細胞)が、組織が湾曲できるようにするための新しい幾何学的形状であるスクトゥイドを使用していることを発見しました。

長方形の回転楕円体の下に住んでいない限り、おそらく形状に関する最新の発見について聞いたことがあるでしょう。セビリア大学のスペインの生物学者チームは、上皮細胞がどのように集まって皮膚、臓器、血管の障壁を形成するかを解明するために、scutoidをモデル化した。

研究者らは単に数学を使用して、自然界の形状、つまり多細胞生物の構築に必要な形状を仮説化しただけです。この形状が幾何学にとって新しいことが明らかになったとき、彼らは、新たに命名されたスクトゥイドに漠然と似ているカブトムシの胸部の部分である橈骨にちなんでその名前を付けました。

スクトゥイドの例では、新しい形の発見について、それがどこから来たのか、そもそもなぜそれを探すのかなど、多くのことを直観的に理解できます。

形状発見の最も基本的な形式は、単純に自然界で形状を観察することです。たとえば、六角形 (6 面の多角形) は、シャボン玉や蜂の巣から土星の雲に至るまで、あらゆるものに存在します。ライターのフィリップ・ボール氏が Nautilus の記事「」で考察したように、これが多くの機能にとって幾何学的に理想的な形状であることを説明しています。このように、六角形は物理的相互作用と生物学的進化から生まれました。人間がやって来て、それに名前を付けただけです。

他の形は自然界ではあまり一般的ではありませんが、幾何学や、あるいは情報に基づいていない想像から容易に現れます。たとえば、直角は自然界ではまれです。荒野を散策しても、正方形や長方形は存在しません。実際、研究によると、私たちはその代わりに に組み込まれている可能性があります。それでも、私たちは依然として立方体を構築し、それを使って世界を作り変えています。

しかし、概念化できる形状の種類と、自然界で発見または再現できる形状の間には断絶があります。たとえば、完全な円は私たちの物質的な領域には存在しません。純粋に数学的な観点から見ると、特定の点から等距離にある平面内の点のセットを簡単に構築できます。しかし、実際には、最も精巧に作られた円や球でさえ、数学的な完璧さには達していません。 NASA の重力探査機 B 用に作られた石英ジャイロローターでさえ、依然として .

しかし、スクトイイドは実際に存在するようです。私たちにはそれを見ることはできないかもしれませんが、科学者たちは生物学的問題の解決策としてそれを数学的にモデル化しました。そのため、科学がいつか別の解決策を支持してスクートイドを放棄したとしても、形状自体は幾何学的に存在し続けます。

したがって、リフレッシュするには、自然の中で形状を見つけたり、自然の中でその存在を推測したり、純粋な数学の演習を通じて形状を発見することができます。最近ではめったにありませんが、シェイプハンターは時々 、または を見つけます。

ぜひ、外に出て、何が見つかるか見てみてください。ただし、すでにかなりの数のファイルが保存されていることに注意してください。台形菱形十二​​面体はすでに取得されており、クリックホールには のくぼみがあります。

今ではそれは不可能です

ペンローズの三角形などの目の錯覚は、小学校低学年で逆向きの文字を間違いやすくするのと同じ視覚傾向を利用しています。 pq は紙の上では明らかに異なりますが、これらを 3D 画像として解釈すると、それらは単に同じオブジェクトの 2 つのビューにすぎません。ペンローズの三角形は実際には3D 空間に存在することはできませんが、私たちはそれを 3D オブジェクトとして認識し、この混乱を招く図形は依然として三角形ので構成されています。それでも、ライオネルとロジャー・ペンローズが証明したように、たとえ何年も前に作成されたものであっても、そのようなオブジェクトを発見して名前を付けることができます