Исследователи из Университета Кента, Научно-исследовательского института по охране окружающей среды и Vita-Market Ltd обнаружили универсальную математическую формулу, которая может описать любое птичье яйцо, существующее в природе, подвиг, который до сих пор не увенчался успехом.
Яйцевидная форма уже давно привлекает внимание математиков, инженеров и биологов с аналитической точки зрения. Форма была высоко оценена за ее эволюцию как достаточно большая, чтобы инкубировать эмбрион, достаточно маленькая, чтобы выйти из тела наиболее эффективным способом, а не откатиться после укладки, достаточно прочная по конструкции, чтобы выдерживать вес и быть началом жизни для стольких видов. Яйцо было названо "идеальной формой".
При анализе всех форм яиц использовались четыре геометрические фигуры: сфера, эллипсоид, овоид и грушевидная форма (коническая или грушевидная), при этом математическая формула для грушевидной формы еще не получена.
Чтобы исправить это, исследователи ввели дополнительную функцию в формулу овоида, разработав математическую модель, соответствующую совершенно новой геометрической форме, характеризуемой как последняя стадия эволюции сферы-эллипсоида, которая применима к любой геометрии яйца.
Эта новая универсальная математическая формула для формы яйца основана на четырех параметрах: длина яйца, максимальная ширина, смещение вертикальной оси и диаметр на одну четверть длины яйца.
Эта давно разыскиваемая универсальная формула является значительным шагом в понимании не только самой формы яйца, но и того, как и почему она эволюционировала, что делает возможным широкое биологическое и технологическое применение.
Математические описания всех основных форм яиц уже нашли применение в исследованиях продуктов питания, машиностроении, сельском хозяйстве, биологических науках, архитектуре и аэронавтике. В качестве примера, эта формула может быть применена к инженерной конструкции тонкостенных сосудов яйцевидной формы, которые должны быть прочнее типичных сферических.
Эта новая формула является важным прорывом с несколькими приложениями, включая:
- Грамотное научное описание биологического объекта. Теперь, когда яйцо можно описать с помощью математической формулы, работа в области биологической систематики, оптимизации технологических параметров, инкубации яиц и отбора домашней птицы будет значительно упрощена.
- Точное и простое определение физических характеристик биологического объекта. Внешние свойства яйца жизненно важны для исследователей и инженеров, которые разрабатывают технологии инкубации, обработки, хранения и сортировки яиц. Существует необходимость в простом процессе идентификации с использованием объема яйца, площади поверхности, радиуса кривизны и других показателей для описания контуров яйца, которые обеспечивает эта формула.
- Будущая инженерия, вдохновленная биологией. Яйцо-это естественная биологическая система, изучаемая для проектирования инженерных систем и новейших технологий. Геометрическая фигура в форме яйца принята в архитектуре, такой как крыша Лондонской ратуши и Корнишон, а также в строительстве, поскольку она может выдерживать максимальные нагрузки при минимальном расходе материалов, к которым теперь можно легко применить эту формулу.
Даррен Гриффин, профессор генетики в Университете Кента и PI по исследованиям, сказал: "Биологические эволюционные процессы, такие как образование яиц, должны быть исследованы для математического описания в качестве основы для исследований в области эволюционной биологии, как показано в этой формуле. Эта универсальная формула может быть применена во всех фундаментальных дисциплинах, особенно в пищевой и птицеводческой промышленности, и послужит стимулом для дальнейших исследований, вдохновленных яйцом как объектом исследования".
Доктор Майкл Романов, приглашенный научный сотрудник Кентского университета, сказал: "Это математическое уравнение подчеркивает наше понимание и понимание определенной философской гармонии между математикой и биологией, а из этих двух-путь к дальнейшему пониманию нашей Вселенной, четко понимаемой в форме яйца".
Доктор Валерий Нарушин, бывший приглашенный научный сотрудник Кентского университета, сказал: "Мы с нетерпением ожидаем применения этой формулы в различных отраслях промышленности, от искусства до технологий, от архитектуры до сельского хозяйства. Этот прорыв показывает, почему такие совместные исследования из разных дисциплин необходимы".
Статья "Яйцо и математика: введение универсальной формулы для формы яйца" опубликована в журнале "Анналы Нью-Йоркской академии наук" (Валерий Г. Нарушин, Научно-исследовательский институт обработки окружающей среды и ООО "Вита-Маркет", Украина; доктор Майкл Н. Романов, Университет Кента; профессор Даррен К. Гриффин, Кентский университет).
