پاورپوینت سازه های طبیعی و هندسه فراکتال

***4

 « مقدمه»هیچ گاه از هیچ چیز تقلید مکن ، مگرفرم های طبیعیاز ابتدای تمدن بشری ، دنیای پر جاذبه طبیعی منبعی بسیار غنی برای نو آوری و الهام بخشی بزرگ ترین نقاشان ، مجسمه سازان ، موسیقی دانان ، فیلسوفان ، شاعران ، طراحان و مهندسان بوده است. صدای حرکت آب در رودخانه ، رنگ های خیره کننده رنگین کمان ، ریتم منظم برخورد امواج دریا با صخره های اطراف آن فریبندگی بوی خوش گل های سرخ ، ساختار هوشمند کندوی عسل ، غنای رنگ در فصل پاییز ، آسمان زیبا به هنگام طوفان و شکسته شدن نور خورشید در یک روز برفی زمستانی تنها تعداد اندکی از عجایب طبیعی اند که باعث الهام بخشی و نو آوری در آثار دست ساخت انسان شده اند. تعجب برانگیز نخواهد بود اگر بگوییم که دنیای طبیعی پیرامون ما در حال حاضر به سطح بالایی از توسعه در طول میلیون ها سال تکامل تدریجی خود رسیده است و دنیای امروز از دوران تغییرات طولانی عبور کرده است تا به سطحی از زیبایی که ما امروزه آن را می بینیم و درک می کنیم ، دست یابد. در این فرآیند ، فقط کارا ترین ، قوی ترین و قابل انعطاف ترین فرم های طبیعی در طول میلیون ها سال باقی مانده اند. در تکوین دنیای امروزی ، میراثی چند میلیون ساله از پیشرفت هایی که در طول سالیان دراز حاصل شده است ، وجود دارد. ارسطو ، فیلسوف دوران باستان ، از نخستین افرادی بود که در مورد طبیعت به عنوان منبع عظیم الهام بخشی نوشت. او بیان کرد که زیبایی عملکردی حتی در مخلوقات بسیار کوچک نیز وجود دارد. در اکثر موارد ما از طبیعت از طریق احساس زیبایی طبیعی با استنشاق بوی خوش ، رنگ ، شکل ، فرم و صدا الهام می گیریم. غالب اوقات بدون جستجو برای معنای عمیق تر و بدون سوال از فرم های طبیعی ، به طور حسی از ذات طبیعی خود پیروی می نمائیم و اصوات ، رنگ ها و فرم هایی را که ما را احاطه کرده اند ، تقلید می کنیم . بدون شک تعدادی از بهترین قطعات موسیقی کلاسیک و بهترین آثار نقاشی از این طریق خلق شده اند.

***5

فصل اول

   بخش 1 :

     سازه های طبیعی

***6

سازه های طبیعی این امر تقریبا قطعی است که سازنده های ابتدایی که توسط انسان های ماقبل تاریخ مورد استفاده قرار می گرفتند، فرم های طبیعی بودند. بیش از آن که انسان بتواند دنیای اطراف خود را مطابق با خواسته ها و نیازهای خویش تغییر دهد ، برای رفع احتیاجاتش از غار ها به عنوان سر پناهی برای محافظت در برابر عوامل طبیعی،از درختان برای محافظت در برابر حیوانات درنده و یا محلی برای مخفی شدن به هنگام شکار و همچنین از درختان سقوط کرده برای عبور از رودخانه ها و سیلاب ها استفاده می کرد.شاید اجداد ما بدون درک واقعی فرم های طبیعی،از یکی از بهترین معلمان یعنی طبیعت ، استفاده از فرم های سازه ای موجود در آن را می آموختند. طبیعت برای اطمینان از این که سازه ها به خوبی پاسخگوی اهداف عملکردی شان می باشند یا خیر ، روش مخصوص به خود را دارد، هر چیزی که به اندازه کافی قوی نیست محکوم به نابودی است. به عنوان مثال فرسایش در غارها به تدریج ابعاد دهانه غار ار افزایش داد که صخره روی آن می بایست این دهانه را بپوشاند ، نتیجه اینکه در اثر تنش زیاد ، سقف غار فرو می ریخت ، یا در مورد درختانی که ریشه های آنان به اندازه کافی در زمین فرو نرفته باشد، با وزش بادهایی قوی از بین می روند. بیش از صدها هزار سال انسان اولیه به تدریج از یک مصرف کننده بدون تفکر آن چه طبیعت در اختیار وی قرار می داد، به یک موجود فنی و تکنیکی تبدیل شد که می توانست برای مشکلات و مسائل خود راه حلی را بیابد. در این مرحله گذار و تحول انسان اولیه ، انسان از طبیعت تقلید می کرد و پس از آن به قبول و پذیرش نمونه هایی از دنیای طبیعی پرداخت. 

***8

این آموزه ها امروزه هم بیان می شوند و مورد استفاده قرار می گیرندو طیف وسیعی از دانش مربوط به کارایی سازه ای و تمرینات عملی به شکل فرم های زیبا و طبیعی را شامل می گردند. سلول هر موجود زنده ساختاری دارد و باید فرم سازه ای مشخصی داشته باشد. در استفاه از فرم های مناسب برای عملکردهای مشخص ، طبیعت نیز مانند طراحان ساختمان با مجموعه ای از مسائل و مشکلات روبروست. یک فرم قوی تر و پایدار تر ممکن است مقاومت بیشتری را برای موجود زنده فراهم کند ولی در عین حال نیاز به مواد خام بیشتری داشته باشد(که ادامه این کار به دور باطل می انجامد. جایی که وزن بیشتر نیاز به سازه ای مقاوم تر برای آنکه آن را حفظ کند ، دارد و برای پاسخگویی به این نیاز ، به وزن بیشتر احتیاج است ).یک اشتباه جزیی در طرح های طبیعی ، نتیجه ای بی رحمانه در پی خواهد داشت. حیوان شکار چی که وزن زیادی دارد و نمی تواند به اندازه کافی سریع حرکت کند تا شکار خود را به چنگ آورد ، مدت زیادی زنده نخواهد ماند. همچنین شکاری که وزن مناسب نداشته باشد، نمی تواند از دست شکارچی در امان باشد. در طبیعت فرم های سازه ای کارا الویت بیشتری دارند، زیرا طبیعت می تواند بارهای وارده در یک ساختاررا به روش حسی انتقال دهد و دیگر اینکه طبیعت با کارایی مؤثر یک موجود زنده هیچگونه سازشی ندارد.این امر یکی از کلیدهای موفقیتی است که طراحان ساختمان سعی در به دست آوردن آن دارند.آیا هدف از طراحی بهینه چیزی جز رسیدن به بهترین دستاورد با صرف کمترین سرمایه گذاری است؟

***9

طبیعت ترکیب زیبایی و فرم سازه ایهنگامی که به یک گل نگاه می کنیم ، تحت تاثیر بوی خوش و فرم زیبای آن قرار می گیریم . ولی اگر با دقت بیشتری به آن نگاه کنیم و در مورد فرم آن تفکر نماییم ، شاید بیشتر تحت تاثیر این موضوع قرار گیریم که چگونه یک گل هنگام وزش نسیم نوسان می کند، ولی نمی شکند و دوباره به حالت اول خود باز می گردد. این موضوع در گیاهانی که دارای مفصل هستند، بیشتر به چشم می خورد. به دلیل وجود مفصل، این گیاهان هنگام وزش باد، انعطاف پذیر می باشند. موضوع جالب توجه این است که با اینکه مصالح سخت کننده در مفاصل به میزان حداقل می باشند، در عین حال در کاراترین و مؤثرترین شکل خود بکار برده شده اند. دلیل این امر این است که طبیعت چیزی را هدر نمی دهد.امروزه درس های زیادی برای آموختن در طبیعت وجود ندارد، آموزه های طبیعی به سوی مراحلی عمیق تر و دقیق تر پیش می روند. با کوشش و درک قوانین طبیعت و دیدن ، احساس کردن، شنیدن و یا استشمام فرم های طبیعی شاید بتوان به زیبایی عملکردی طبیعی دست یافت( به طور مثال زیبایی از طریق حداکثر کارایی در مصالح و فرم حاصل می شود).برای توسعه و پرورش فرم های سازه ای که در طبیعتوجود دارند، قوانین اساسی وجود دارد که می توانآنها را در اغلب سازه های نوین به کار برد.بسیاری از بهترین مهندسان و معماران با استفاده از این قوانین طرح های زیبا خلق کرده اند.

***10

هنگام در نظر گرفتن یک فرم طبیعی ، معماران سعی کرد در درک تناسبات ، فرم های منحنی ، شکل و حجم آن را دارند، در حالی که مهندسان قوانین مقاومت مصالح ، ایستایی و حرکت در آن را تحلیل می کنند و قوانین موجود در آن را برای ایجاد فرم های جدید مورد بررسی قرار می دهند. شاید با توضیحات فوق بتوان کلمه  ًطبیعت ً را از نمودار شماره 1 حذف کرد و بجای آن از کلمه ًطراحی ً استفاده کرد.شاید آنچه مخلوقات طبیعی را بسیار خاص می سازد این باشد که کارایی سازه ای و زیبایی فرم در آنها همزمان اتفاق می افتد. در تمامی سازه ها بدون استثنا منطقی روشن وجود دارد که به نوعی در مسیر جادویی، فرم های زیبا ایجاد می کنند که همگان مشتاق به دیدن و تحسین آنها هستند. تشابه ، تناسب و تفاوت هایی را می توان بین فرم هایی موجود در طبیعت و فرم های دست ساخته انسان پیدا کرد.از نظر فلسفی، طبیعت ارتباطی است بین استدلال سازه ای ، کارایی ، بهترین استفاده از مصالح با توجه به خصوصیات آنها، تناسبات عملکردی و زیبایی شناسانه، رنگ ، شکل و حجم در سطحی که دست ساخته های انسان تاکنون به آن حد نرسیده اند. ولی از نظر عملی، بسیاری از ً مفاهیم موجود در طبیعت ً به زیبایی و فرم های ساخته شده کارا ترجمه شده اند. با درک قوانین موجود در طبیعت و کاربرد آنها ، انسان توانسته است سازه هایی با کارایی بالا و شکل و تناسباتی ایجاد نماید که می توان آنها را  ً زیبا ً نامید.هنگامی که زیبایی و کارایی در یک فرم سازه ای با پیروی از قوانین موجود در طبیعت ترکیب می شوند ، می توان ادعا کرد که این نوع از سازه ها کاملا به نمونه های طبیعی نزدیک شده اند.