چرا جهان طبیعت چنین نمودی دارد؟

الگوها در طبیعت ما را شگفت‌زده می‌کنند. طرح و الگو و همسانی را در پهنه‌های بسیار متفاوت در طبیعت می‌بینیم، در جاهایی که به‌ظاهر هیچ شباهت و اشتراکی ندارند. برای این الگوها مثال بس فراوان است، اما فقط برای یک نمونه، آیا شگفتی‌انگیز نیست که شکل و فرمی که ترک‌ها یا شکاف‌ها به خود می‌گیرند با شکل و فرمی که آذرخش‌ها به خود می‌گیرند بسیار شبیه است.

فیلیپ بال در کتاب «الگوها در طبیعت»، که به‌تازگی از سوی انتشارات دانشگاه شیکاگو منتشر شده، الگوها در جهان طبیعت را به بوته‌ی بررسی و پژوهش می‌گیرد.

برخلاف الگوهایی که ما انسان‌ها در پهنه‌هایی چون فناوری و معماری و هنر پدید می‌آوریم، الگوهای طبیعت خودجوش‌وار از دل نیروهایی که در جهان فیزیکی عمل می‌کنند پدید می‌آیند. اغلب پیش می‌آید که الگوها و دیس‌های یکسانی—برای مثال، مارپیچ‌ها، نواره‌ها، شاخه‌ها، و برخال‌ها (fractals)—در جاهای متفاوتی تکرار می‌شوند که ظاهراً هیچ ویژگی‌ مشترکی میانشان نیست، برای نمونه نواره‌های پوست گوره‌خر با موج‌هایی که باد بر روی شن‌ها بر جا می‌گذارد همسان اند. چنین امری به این دلیل است که، چنانکه کتاب «الگوها در طبیعت» نشان می‌دهد، این الگوها را اغلب در بنیادی‌ترین سطح می‌توان با استفاده از اصل‌های ریاضیاتی و فیزیکیِ یکسانی توصیف کرد: یگانگیِ بنیادین و شگفتی‌انگیزی در شهر فرنگ جهان طبیعت هست. کتاب «الگوهای طبیعت»، به‌ قلم علمی‌نویس خوشنام فیلیپ بال، کتابی است که با تصویرهایی با ۲۵۰ رنگ مصور شده و فصل‌های بینش‌افزایی را در خود گنجانده است. این کتاب آن سامانی را می‌نمایاند که در جنگل‌های پهناور و کهن، در رودهای پرتوان، در ابرهای سترگ، و در کرانه‌هایی که دریا در خشکی کنده‌ است وجود دارند.جهان طبیعت گرچه در نخستین نگاه چنان می‌نماید که چندسانی‌ها و رنگارنگیِ بی‌حد و اندازه‌ای دارد، همسانی‌ها و نظم‌هایی هم در آن هست؛ برای نمونه بنگرید به کندوهای زنبورهای عسل که همه خانه‌های شش‌بر دارند، و به مارپیچ‌های حلزونیِ صدف‌ها که همه‌ از یک قاعده پیروی می‌کنند، و به مویرگ‌هایی که در همه‌ی برگ‌ها طبق یک اسلوب منشعب شده‌اند. کتاب «الگوها در طبیعت» نظم و ترتیبی را که در بن جهان طبیعت هست آشکار می‌کند—جهانی که در ظاهر بی‌نظم می‌نماید—و در این کار نه‌تنها قانون‌های ریاضیاتی و علمی را که بر طبیعت حاکم است بلکه همچنین زیبایی و هنرمندی‌یی را پژوهش می‌کند که طرح شگرف طبیعت در پساپشت خود دارد.

این کتاب همسانی‌هایی در طبیعت را به بوته‌ی کاوش و پژوهش می‌گیرد همچون همسانی میان صدف حلزون و چرخش‌های کهکشان‌ها، یا همسانی میان شاخه‌های درختان و شبکه‌ی رودخانه‌ها. و از طریق این گشتِ بصریِ تماشایی، شگفتی و زیبایی و غنایی را به ما نشان می‌دهد که در شکل‌گیریِ الگوهای طبیعی هست.

جهان جایی سردرگم‌کننده و پرآشوب است، اما ما در آن نظم می‌یابیم و آن را برای خود معنادار می‌کنیم. ما نظمی در چرخه‌ی شب و روز، در حرکت ماه و جز و مد دریاها، و در گردش فصل‌ها می‌بینیم. ما در طبیعت همسانی و پیش‌بینی‌پذیری و نظم را می‌جوییم، یعنی آنچه همواره اصل‌های راهنما برای پیدایش علم بوده‌اند. ما می‌کوشیم پیچیدگیِ فراوان در طبیعت را به قاعدده‌های ساده فروشکنیم تا در آنچه در نخستین نگاه بی‌نظم می‌نماید نظمی بیابیم. ما زین‌سان جویندگان الگوها هستیم.

این خوی که در مغزهای ما گذاشته شده است. از همان نخستین آگاهی‌هایی که وقتی نوزاده هستیم از صداها و تجربه‌های تکرارشونده کسب می‌کنیم، بازشناختن الگو و نظم ما را یاری می‌کند که راه خویش را در جهان پیش بریم و به حیات خویش ادامه دهیم. الگوها خوراک هرروزه‌ی دانشمندان اند، اما دیگران هم می‌توانند الگوها را درک کنند و از روی حیرت و شادمانی و خرسندیِ زیبایی‌شناختی و فکری به آنها پاسخ دهند. در کمابیش همه‌ی فرهنگ‌های روی زمین، از مصریان باستانی گرفته تا بومیان آمریکایی و استرالیایی، مردم مصنوعاتشان را در الگوهای منظمی آراسته‌اند. به نظر می‌رسد ما این ساختارها را نه‌فقط خوشایند بلکه همچنین دلگرم‌کننده و اطمینان‌بخش می‌شماریم چنانکه گویی ما را به این باور رهنمون می‌شوند که: گذشته از آنچه سرنوشت با خود می‌آورد، منطق و نظمی در پساپشت هرچیزی هست.

وقتی ما الگوهای خویش را می‌سازیم، این کار را از راه برنامه‌ریزی و سازماندهی انجام می‌دهیم؛ هر سازه را به شکلی می‌تراشیم و در جای مناسب می‌گذاریم یا آن را بر روی پارچه می‌بافیم. ظاهراً پیامی که از این نکته می‌گیریم این است که الگوبخشی نیاز به الگوبخش دارد. به همین دلیل است که وقتی آدمیان در گذشته‌های دور نظامی در طبیعت می‌دیدند—برای مثال،‌ شانه‌ی عسل، رنگ‌های حیوانات، پیچای دانه‌ها در گل آفتاب‌گردان، ساختار دانه‌های برف که به شکل ستاره‌های شش‌گوش است—تصور می‌کردند که آن نظام نشانه‌ی یک طرح هوشمندانه است، نشانه‌ای که آفریننده‌ای همه‌توان در آفریده‌اش به جا گذاشته است.

امروزه ما به چنان فرضی نیاز نداریم. روشن است که الگو و نظم و ساختار ممکن است از نیروهای بنیادی و اصل‌های فیزیک و شیمی برخاسته باشند که شاید در طیِ فرگشت زیستی گزیده و تثبیت شده باشند. اما این فقط معما را پیچیده‌تر می‌کند. چگونه نمای ظریف طبیعت خود را سامان می‌دهد و بی‌هیچ برنامه یا نقشه‌ی قبلی، الگویی به بار می‌آورد. چگونه این الگوها خودجوش‌وار شکل می‌گیرند؟

در ظاهر این الگوها سرنخ‌هایی برای پاسخ به این پرسش هست. شاید کنجکاوی‌انگیزترین چیز درباره‌ی الگوهای طبیعت این است که آنها از یک ساخت نسبتاً محدود برمی‌آیند و در مقیاس‌های متفاوت و در سازگان‌هایی (systems) که ظاهراً هیچ مشابهتی با هم ندارند تکرار می‌شوند. برای مثال، ما پیچش‌ها و شش‌گوش‌ها، شاخه‌دوانیِ آراسته‌ی شکاف‌ها و آذرخش‌، لک‌ها و نواره‌ها را می‌بینیم. چنین به نظر می‌آید که چند جور فرایند الگودهی هست که بر ویژگی‌های جزئیِ سازگان‌ها اتکا ندارند بلکه می‌توانند غیرمنتظره‌وار در همه چیز نمودار شوند هم در جانداران و هم در طبیعتِ بی‌جان. در این معنا، الگودهی چیزی کلی و جهان‌شمول است یعنی هیچ‌یک از مرزهایی را که ما معمولاً میان انواع دانش‌ها یا انواع پدیده‌ها می‌کشیم نمی‌شناسد.

رویش و فرم:

آیا چیزی در این الگوها مشترک است یا همسانی‌هایی که در ظاهرشان دیده می‌شود صرفاً تصادفی است؟ نخستین کسی که به‌جد با این پرسش گلاویز شد جانورشناس اسکاتلندی دآرسی ونتورث تامپسون بود. او در سال ۱۹۱۷ شاهکارش «درباره‌ی رویش و فرم» را منتشر کرد، کتابی که آنچه را تا آن زمان درباره‌ی الگو و فرم در طبیعت دانسته بود در آمیزه‌ای از زیست‌شناسی و تاریخ طبیعی و ریاضیات و فیزیک و مهندسی یکجا گرد آورد.

چنانکه از عنوان کتاب می‌شود فهمید، تامپسون نشان داد که: دست‌کم در زیست‌شناسی و اغلب در طبیعت بی‌جان، الگویابی یک امر ایستا نیست بلکه از رویش و رشد نشأت می‌گیرد. او می‌گوید: «هرچیزی همان است که هست چون به آن سان شده است.». پاسخ به معمای الگوها پاسخ به این پرسش است که چگونه چیزها چنان می‌شوند که هستند—چگونه الگو می‌روید و رشد می‌کند. این مطلب آن قدر ساده نیست که به نظر می‌رسد.