Lekukan ekor bunglon, spiral sisik biji pinus, dan riak-riak yang diciptakan oleh butiran pasir yang menggerakkan angin, semuanya memiliki kekuatan untuk menangkap mata dan menggelitik pikiran. Ketika Charles Darwin pertama kali mengajukan teori evolusi melalui seleksi alam pada tahun 1859, ia mendorong para penggemar sains untuk menemukan alasan pola-pola alami yang terlihat pada binatang buas di daratan, burung-burung di udara, dan makhluk-makhluk laut. Bulu merak, bintik-bintik hiu semua harus melayani beberapa tujuan adaptif, mereka dengan bersemangat menduga.
Namun satu orang melihat semua ini sebagai "antusiasme yang tak terkendali, " tulis ilmuwan dan penulis Inggris Philip Ball dalam buku barunya, Patterns in Nature: Mengapa Dunia Alami Memandangi Cara Kerjanya . Ahli zoologi Skotlandia D'Arcy Wentworth Thompson didorong untuk menerbitkan risalahnya sendiri pada tahun 1917 yang menjelaskan bahwa kreativitas alam pun dibatasi oleh undang-undang yang dihasilkan oleh kekuatan fisik dan kimia. Ide-ide Thompson tidak bertentangan dengan teori Darwin, tetapi mereka menunjukkan bahwa ada faktor-faktor lain yang berperan. Sedangkan seleksi alam mungkin menjelaskan mengapa garis-garis harimau — strategi untuk berbaur dengan bayangan di padang rumput dan hutan — cara bahan kimia berdifusi melalui jaringan yang berkembang dapat menjelaskan bagaimana pigmen berakhir dalam pita gelap dan terang, serta mengapa serupa pola bisa muncul di anemon laut.
Dalam Patterns in Nature, Ball membawa latar belakangnya sendiri sebagai fisikawan dan ahli kimia untuk menanggung serta lebih dari 20 tahun pengalaman sebagai editor untuk jurnal ilmiah Nature . Buku pertamanya, diterbitkan pada tahun 1999 ( The Self-Made Tapestry ), dan trilogi, yang diterbitkan pada tahun 2009 ( Nature's Patterns: Shapes, Flow, Branches ), mengeksplorasi subjek pola-pola alami, tetapi tidak ada yang memiliki visual yang sekaya yang terbaru.
Pola di Alam: Mengapa Dunia Alami Memandangnya
MembeliFoto-foto yang jelas dalam buku ini sangat penting, Ball menjelaskan, karena beberapa pola hanya dapat dihargai sepenuhnya melalui pengulangan. "Justru ketika Anda melihat beberapa dari mereka berdampingan dalam detail yang mulia, Anda mulai memahami bagaimana alam mengambil tema dan menjalankannya, " katanya.
Penjelasan yang ditawarkan Ball sederhana dan anggun, seperti ketika ia menjelaskan bagaimana sebidang tanah yang basah dapat mengering menjadi lanskap yang retak. "Lapisan kering di permukaan mencoba menyusut relatif terhadap lapisan yang masih lembab di bawah, dan tanah menjadi penuh dengan ketegangan di seluruh, " tulisnya.
Namun ia juga menawarkan detail yang cukup untuk membangkitkan minat ilmuwan dan seniman. Foto-foto yang menakjubkan itu dikuratori oleh para desainer di Marshall Editions, penerbit di Quarto Group di London, yang melisensikan buku itu ke University of Chicago Press.
Ball berbicara kepada Smithsonian.com tentang bukunya dan inspirasinya.
Apa sebenarnya pola itu?
Saya meninggalkannya sedikit ambigu dalam buku, sengaja, karena rasanya seperti kita tahu ketika kita melihatnya. Secara tradisional, kita menganggap pola sebagai sesuatu yang hanya berulang di seluruh ruang dengan cara yang sama, semacam pola wallpaper. Tetapi banyak pola yang kita lihat di alam tidak seperti itu. Kami merasakan ada sesuatu yang teratur atau setidaknya tidak acak tentang mereka, tetapi itu tidak berarti bahwa semua elemen identik. Saya pikir contoh yang sangat akrab tentang itu adalah garis-garis zebra. Setiap orang dapat mengenali itu sebagai suatu pola, tetapi tidak ada garis seperti garis lainnya.
Saya pikir kita dapat membuat alasan untuk mengatakan bahwa apa pun yang tidak murni acak memiliki semacam pola di dalamnya. Pasti ada sesuatu dalam sistem itu yang menariknya dari keacakan murni itu atau pada ekstrim lain, dari keseragaman murni.
Mengapa Anda memutuskan untuk menulis buku tentang pola alami?
Pada awalnya, itu adalah hasil dari menjadi editor di Nature . Di sana, saya mulai melihat banyak pekerjaan datang melalui jurnal — dan melalui literatur ilmiah yang lebih luas — tentang topik ini. Yang mengejutkan saya adalah topik yang tidak memiliki batasan disiplin ilmu alam apa pun. Orang yang tertarik pada jenis pertanyaan ini mungkin ahli biologi, mungkin ahli matematika, mereka mungkin fisikawan atau ahli kimia. Itu menarik bagiku. Saya selalu menyukai mata pelajaran yang tidak menghormati batasan tradisional itu.
Tapi saya pikir juga visual. Polanya sangat mencolok, indah dan luar biasa.
Kemudian, yang mendasari aspek itu adalah pertanyaan: Bagaimana alam tanpa cetak biru atau desain menyatukan pola-pola seperti ini? Ketika kita membuat pola, itu karena kita merencanakannya seperti itu, menempatkan elemen-elemen pada tempatnya. Di alam, tidak ada perencana, tetapi entah bagaimana kekuatan alam berkonspirasi untuk menghasilkan sesuatu yang terlihat cukup indah.
Apakah Anda memiliki contoh favorit dari pola yang ditemukan di alam?
Mungkin salah satu yang paling akrab tetapi benar-benar salah satu yang paling luar biasa adalah pola kepingan salju. Mereka semua memiliki tema yang sama — enam kali lipat, simetri heksagonal ini, tetapi tampaknya ada variasi tak terbatas dalam kepingan salju ini. Ini adalah proses sederhana yang masuk ke dalam formasi mereka. Ini adalah uap air yang membeku dari udara lembab. Tidak ada yang lebih dari itu, tetapi entah bagaimana ia menciptakan pola yang sangat rumit, terperinci, dan indah ini.
Sistem lain yang kami temukan tanam berulang kali di tempat yang berbeda, baik di dunia yang hidup maupun yang tidak hidup, adalah pola yang kami sebut struktur Turing. Mereka diberi nama setelah Alan Turing, ahli matematika yang meletakkan dasar untuk teori perhitungan. Dia sangat tertarik dengan bagaimana pola terbentuk. Secara khusus, ia tertarik pada bagaimana hal itu terjadi pada sel telur yang dibuahi, yang pada dasarnya adalah sel berbentuk bola yang entah bagaimana terpola menjadi sesuatu yang rumit seperti manusia ketika tumbuh dan membelah.
Turing mengemukakan sebuah teori yang pada dasarnya merupakan penjelasan tentang bagaimana sejumlah besar bahan kimia yang hanya mengambang di ruang angkasa dapat berinteraksi untuk menciptakan perbedaan dari satu ruang sedikit ke yang lain. Dengan cara ini, benih suatu pola akan muncul. Dia menyatakan proses itu dalam istilah matematika yang sangat abstrak.
Sekarang, sepertinya sesuatu seperti ini mungkin bertanggung jawab atas pola yang terbentuk pada kulit binatang dan beberapa pola yang kita lihat pada serangga juga. Tetapi juga muncul dalam beberapa sistem yang sangat berbeda, di bukit pasir dan riak pasir terbentuk setelah angin bertiup.
Dalam buku Anda, Anda menyebutkan fakta bahwa sains dan matematika belum sepenuhnya menjelaskan beberapa pola ini. Bisakah Anda memberi contoh?
Kami hanya benar-benar mengerti bagaimana kepingan salju mendapatkan formasi bercabang ini sejak 1980-an meskipun orang telah mempelajari dan memikirkan pertanyaan itu selama beberapa ratus tahun. Namun bahkan sekarang ini adalah sedikit misteri mengapa setiap lengan kepingan salju bisa sangat identik. Seolah-olah satu lengan dapat berkomunikasi dengan yang lain untuk memastikan mereka tumbuh dengan cara yang khusus. Itu masih mengejutkan.
Bentuk-bentuk baru pola ditemukan hampir secepat kita dapat menemukan penjelasan. Ada pola vegetasi yang aneh di daerah semi-kering di dunia di mana ada petak-petak vegetasi yang dipisahkan oleh bidang tanah kosong. Mereka juga tampaknya memiliki mekanisme seperti Turing di belakang mereka tetapi pemahaman itu juga sangat baru.
Apa yang Anda harap pembaca temukan dalam buku ini?
Ketika saya mulai melihat ke subjek ini, saya mulai melihat pola di mana-mana. Saya ingat ketika saya setengah jalan menulis buku pertama saya pada tahun 1999 dan saya berada di sebuah pantai di Wales, tiba-tiba saya menyadari bahwa di mana-mana ada pola. Di awan dan langit ada pola yang berbeda, ada pola gelombang dan sebagainya di laut. Di air mengalir melalui pasir, ada pola yang berbeda. Bahkan tebing itu sendiri tidak sepenuhnya acak.
Jadi, Anda mulai melihat pola di sekitar Anda. Saya harap orang-orang akan menemukan ini terjadi pada mereka bahwa mereka akan menghargai seberapa banyak struktur di sekitar kita yang terpola. Hanya ada kemegahan dan sukacita dalam hal itu.
