Узоры в Природе и Человеке.

#фракталы #паттерны #FlyWire #коннектом #космическая сеть #энтропия #экстропия #киматика #архитектура

Фракталы

Паттерны в природе - это повторяющиеся структуры или узоры, встречающиеся в различных биологических системах. Они часто возникают вследствие физических законов, химических реакций или биологической эволюции.

Многие организмы демонстрируют симметричность и фрактальность: такую как двусторонняя симметрия у животных или радиальная симметрия у растений. А способы роста многих организмов следуют геометрическим самоподобием на разных масштабах - структура раковин, формы бутонов цветов, деревья, молнии в грозу, снежинки, в живых организмах - строение нервной, дыхательной и мозговой системы. И даже - структуры Вселенной и квантовой физики.

Фракталы важны потому, что они помогают объяснить сложность природы математическими моделями. Используя концепцию фракталов, ученые могут моделировать природные явления, такие как рост популяций, распространение болезней или эволюционные процессы.

Различные структурные формы ДНК

Одним из достижений в нейробиологии за последние годы - создание коннектома - карты между всеми нервными клетками в нервной системе, в мозге в частности.

В 2024 году учёные завершили создание полного коннектома мозга взрослой мухи дрозофилы (проект FlyWire) и продолжают свою работу уже на более сложных организмах.

Ренат Атаев. Научный журналист, дипломированный философ и владелец крупнейшего в ВК сообщества про науки о живом:

С моей точки зрения тема с бессмертием тут совершенно побочная. А вот возможность освоения космоса с помощью пересылки копий личности людей (с помощью лазерного луча и загрузки их в кибернетические тела) - это очень привлекательная штука. Особенно в виду того, что наши «мокрые» биологические тушки к путешествиям в космосе (или к колонизации других планет и планетных систем) сейчас приспособлены, скажем честно, примерно никак.

Если бы мы научились выпекать коннектомы людей «как пирожки», то освоение космоса резко (на порядки) упростилось бы технологически.

Уникальный проект “Автопортрет” нейробиолога Грега Данна и физика Брайана Эдвардса, объединяющих науку и искусство, чтобы визуализировать 500 000 нейронов человеческого мозга:

Таким образом, паттерны и фракталы в природе представляют собой фундаментальные принципы организации и функционирования сложных систем. Их изучение позволяет лучше понимать и предсказывать поведение природных процессов: от квантовой физики до структур во Вселенной - единое целое, но состоящее из бесконечного числа элементов и форм

NGC 6302 или биполярная туманность Бабочка.

Центральные звёзды или звезда ответственны за внешний вид этой туманности. В последние пару тысяч лет, в своих предсмертных муках, они периодически сбрасывали слои газа. Так называемые “крылья” NGC 6302 - это области газа, разогретого более чем до 20 тысяч градусов по Цельсия, которые мчатся по космосу со скоростью более 1 миллиона километра в час.

В науке это называется концепцией "космической сети" (Cosmic Web). Астрофизики и нейробиологи действительно обнаружили статистическое сходство между распределением материи во Вселенной и сетью нейронов в мозгу. Похоже на схемы Gephi (программа с открытым исходным кодом для визуализации и глубокого анализа сложных сетей и графов).

Жизнь обожает фракталы (самоподобные структуры), потому что это самый дешевый способ решить сложнейшую инженерную задачу.

Как упаковать огромную площадь поверхности в маленький объем? Решение: Ветвление.

Легкие: Если развернуть фрактал ваших бронхов и альвеол, они покроют теннисный корт. Но они помещаются в грудной клетке.
Кровеносная система: Длина всех сосудов человека — около 100 000 км. Фрактальная структура позволяет крови дойти до каждой клетки, не занимая всё пространство тела.
Генетическая экономия: Чтобы построить сложнейшее дерево или сеть сосудов, ДНК не нужно описывать каждую веточку. Достаточно одной команды: «Повтори этот алгоритм деления 20 раз».

Фрактал — это оптимальная «антенна». Например, дерево — антенна для сбора фотонов. Легкие — антенна для сбора кислорода. Мозг — антенна для обработки сигналов. Энергия течет по этим фрактальным руслам, превращаясь из хаотичного тепла в упорядоченную информацию.

Мы — это способ, которым Вселенная научилась направлять энергию звезд на то, чтобы осознать саму себя.

Хаос и Порядок

Однако, не всегда удается упорядочить всё в красивые формулы и схемы.

Рано или поздно всё приходит к хаосу. Мы можем строить планы, стремиться к максимальной организованности и контролю, но жизнь снова и снова доказывает, что ничто не вечно и хаос всегда подтачивает идеальный порядок.

Одним из терминов объясняющий хаотичность систем является - Эффект Бабочки. Так, незначительное влияние на систему может иметь большие и непредсказуемые последствия в будущем, в том числе в совершенно другом месте.

Изначально это выражение описывало состояния атмосферы и глобальный климат, а её математическая модель выглядела как слияние двух фрактальных спиралей (похожих на крылья бабочки - аттракторы).

Терри Пратчетт в книге «Интересные времена» описывал “мотылекус буреносус” или квантовых погодных бабочек

Может, по цвету я совсем неприметен, однако недели через две и за тысячу миль отсюда все только и будут говорить о том, что “нетипичные для наших широт бури и ураганы послужили причиной серьезных разрушений.

При всём этом, если достаточно долго наблюдать за беспорядком, то можно заметить: он повторяет себя - образуя закономерности. Океан волн, вечно меняющийся, танцующий на ветру. Поверхностный взгляд увидит лишь шум и беспорядок, а внимательное изучение угадает ритм и циклы - паттерны. Там, где не видно смысла, появляется сложный узор, повторяющийся из века в век.

Энергия затрачиваемая на поддержание своего Порядка, начинает рассеиваться по своей системе - это перерастает в хаос или энтропию. А хаос - накапливает повторяющиеся результаты и паттерны, образуются варианты упорядоченных состояний и экстропию.

Трек: Muse - The 2nd Law: Isolated System

In an isolated system, entropy can only increase
In an isolated system, entropy can only increase
In an isolated system
In an isolated system (Entropy)
Isolated system
(Entropy can only increase)
Isolated system...

Энтропия и Экстропия

Энтропия - величина изменения и неопределенности, степень рассеивания энергии и увеличение беспорядка, хаос. Термин широко используется как в точных, так и в естественных науках.

Экстропия - в физике это обратный процесс хаосу, величина упорядоченности, организованность системы. А в философии подразумевает стремление к бесконечному самосовершенствованию, росту и прогрессу (через технологическое и социальное развитие), упорядочивание жизни вопреки хаосу. Чаще всего это определение используется трансгуманистами.

Энтропия и Экстропия - это фундаментальные, дополняющие друг друга силы, составляющие диалектический каркас реальности. Они лежат по ту сторону человеческих концепций добра и зла, являясь не моральными категориями, а базовыми принципами бытия: импульсом к распаду и волей к сложности.

Владислав Давыдов — книга «Научный герметизм или герметическая наука»

Научно-технический прогресс стимулирует и ускоряет даже сам процесс самосовершенствования. В мире прогрессирует абсолютно всё, включая и методики саморазвития. Здесь мы наблюдаем своеобразный замкнутый круг в его положительном аспекте - люди совершенствуют искусство, а оно в свою очередь улучшает и развивает людей.

Наука и творчество

Люди осознавали привлекательность хаоса и порядка не только в точных и естественных науках, но и в творчестве.

В подобной концепции существует и Киматика - наука о геометрии звука, изучающая визуализацию акустических волн.

Проект CymaScope

Звук был невидим на протяжении всей истории, за исключением графических изображений традиционных акустических приборов. Теперь, с развитием инструмента CymaScope, вездесущие, неисследованные области звука и вибрации стали видимыми для научного изучения и художественного восприятия.

Слева: поперечное сечение ДНК, любезно предоставленное доктором Робертом Лэнгриджем из Калифорнийского университета в Сан-Франциско.
Справа: созданная в лаборатории «Киматическая ДНК» - Проект CymaScope, раздел Киматические исследования - Биология

Подобный проект “Вода, свет и вибрация” есть у фотографа и звукорежиссера Бена Брауна

Владимир Серкин — книга «Хохот шамана»

— В детстве тоже любил рассматривать снежинки
— В детстве мы все многое чувствовали, почти знали.
— Что мы знали про снежинки?
— Чувствовали, что в миллионах их узоров может быть ключ к пониманию мира. Это завораживало.
— Действительно есть какой-то ключ?
— Узоры снежинок, кристаллы льда и все кристаллы устроены так же - как ты или я. Разглядывая кристаллы, многое узнаю о людях.
— В каком смысле?
— Твое тело состоит из таких же узоров, сознание тоже.

Архитектура

Одним из проявлений упорядоченного творческого потенциала человечества является архитектура с давних времен. Например, Средневековые витражи или "розы" - будто калейдоскоп, отражает не только библейские мотивы, но и цикличность в природе.

Еще один пример архитектуры с использованием сакральных смыслов и мандал отсылает нас к древним храмам в Индии, как некое трансцендентное состояние.

А также архитектура Ирана или Древней Персии - математическая точность узоров, где каждый круг и квадрат символизируют единство Вселенной.

Произведения изобразительного искусства

Величественная конструкция вздымается над беспокойным городом, доминируя над суетливым муравейником жизни, который окружает её. Колоссальный монумент из камня, металла и честолюбия устремляется к небу, жадно стремясь протолкнуться сквозь облака, словно надеясь достичь до самых небес... У подножия исполина кипела жизнь, в гавани теснились корабли. Матросы с кожей, прожженной солеными ветрами, выгружали диковинные товары с далеких материков. На причалах толклись купцы в бархатных камзолах, их голоса, смешиваясь с криками чаек и скрипом лебедок, создавали неповторимую симфонию мира сего - густую, пеструю, многоязычную. Два мира существовали бок о бок: один - у земли, живой и суетный; другой - в облаках, одержимый Величием…

Это описание картины “Вавилонская башня” Питера Брейгеля-старшего. Чем-то похоже на утопический миф об Атлантиде или, скорее даже, миф об Эдеме: архетипические истории о Величии, где стремление к небесному и высокому оборачивается хаосом и неизбежным крахом, вызываемым человеческой эгоцентричной природой.

Буйство красок, фантастическая архитектура и стремление создать идеального человека напоминают известный триптих Иеронима Босха - “Сад земных наслаждений”. Некий сияющий Эдем, что обещает избавить нас от всех страданий и сулящие процветание и бессмертие, но таящий в себе семена хаоса и разрушения.

Слева - нетронутый Эдем, но его гармония уже нарушена. У источника жизни прячутся мутировавшие твари, размывая границы между естественным и искусственным - первые символы грядущего разложения. Стая чёрных птиц, пролетающая сквозь сооружение похожее на полое яйцо - символ ложной веры - словно предвещает всех, кто родится от Адама и Евы. Это лишь намёк, шёпот порока, которому суждено прорасти в следующем акте…

Центральная панель - это не сад, а иллюзия сада. Людей в нем становится всё больше, как и их страстей. Под маской невинности скрывается муравейник порока: людское тщеславие, возведенное в культ, превращает божественный дар в самолюбование и безнаказанность. Гигантские плоды, хрупкие сферы и странные ритуалы - это уже не цветение жизни, а ее разложение, медленное и сладостное - некое "онемение от комфорта"* (*отсылка к треку “Comfortably Numb” - Pink Floyd). Райский сад незаметно для его обитателей начинает искривляться, подчиняясь низменным инстинктам.

И вот финал - закономерный и неотвратимый. Тот самый сад, где когда-то вкушали плоды, теперь пожирает самих вкушающих. Эйфория, доведенная до абсурда, кристаллизуется в ад. Причудливые механизмы, рожденные человеческим гением, становятся орудиями пыток; музыку сменяет какофония стонов, а звери терзают присутствующих. Это не наказание извне, а естественное состояние мира, который человек своими же руками превратил из идеального сада в кромешный хаос.

Трек: Tommee Profitt & Sam Tinnesz & Maryjo - Garden

Hidden herе behind the trees
Can't let thе heavens see
The blood on our hands, the insanity runs deep
Perfection's at our fingertips
But death waits behind the lips
So hard to resist the animal instincts

We used to be in the garden
Now we're here where no one's safe
No one's safe

О челевеке

Изучение природных паттернов показывает: фрактальность — это не просто эстетика, а главный инженерный принцип Вселенной. Природа использует самоподобие, чтобы упаковать бесконечную сложность в ограниченный объем, будь то легкие человека, кровеносная система или нейронная сеть мозга. Сегодня человечество выходит на новый виток этого алгоритма: создавая коннектомы и оцифровывая сознание, мы пытаемся перенести биологический фрактал на кремниевые или лазерные носители, чтобы преодолеть ограничения наших тел и выйти в дальний космос. Однако этот путь к абсолютному порядку (экстропии) всегда идет рука об руку с энтропией. Искусство — от древнеперсидской архитектуры до триптихов Иеронима Босха — веками предупреждало нас об опасности технологической гордыни и «онемения от комфорта». Величайшие триумфы человеческого гения могут обернуться хаосом, если мы забудем, что подчиняемся тем же ритмам и циклам, что и океанские волны. Наша задача как вида — не победить хаос, а научиться направлять его энергию, создавая новые узоры познания и оставаясь гармоничной частью единого целого.

Эволюция / Экстропия и Эманация / Энтропия