المثلث

وحدة بناء العالم

لطالما تسائلت ماذا لو أردت بناء أي شكل أو هيكل، ما هو العنصر الهندسي الأفضل أداءً والأقل تكلفة؟


بعد بحث، وجدت أنه المثلث 


ووجدت أيضاً أن عالم الألعاب وبناء الصورة يستخدم المثلث لرسم الصورة لتحسين أداء معالجات الصورة GPUs، مثلثات أكثر لو سمحت!

بعض الأسئلة “انبرشت في مخي”: لماذا الأهرامات مثلثة؟ لماذا نظرية ڤيثاغورس الرياضية كانت للمثلث؟ لماذا يمكن بناء المربع والمستطيل والدائرة باستخدام المثلثات، ولا يمكن عكس ذلك؟ جبنة المثلثات؟ لماذا النصارى يصلون… لا خلاص 


أتوقع واضح، المثلث هو وحدة بناء العالم (وبالتأكيد جبنة المثلثات)، حتى لو فعلاً نعيش في “الماتركس matrix”، أو حتى لو كانت خرابيط هوليودية. السؤال وش ممكن نستفيد من هالمعلومة؟



القبب الجيوديسية


بعد الحرب العالمية الأولى، صمم “والتر باورزفيلد Walther Bauersfeld” أول القبب الجيوديسية، لعمل قبة فلكية لمشاهدة صورة للنجوم عبر عرض مسلط من مصباح “projector“.  القبة عبارة عن هيكل من المثلثات المترابطة مع بعضها لتمثل شكل قبة أقرب ما تكون للكروية. لا تحتاج القبب الجيوديسية إلى أعمدة تتخلل المساحة المغطاة، بل تتوزع الأحمال للقبة على الأظلاع المكونة لهيكلها


هل يعني هذا أن الكرة مكونة من مثلثات؟ نعم، من عناصر من الفسيفساء التي تكون شكل الكرة. تصبح الكرة تامة الكروية بزيادة عدد المثلثات إلى مالانهاية!



هل المثلث أفضل شكل لوحدة بناء المنازل؟ 


ربما. ولكن لماذا لا أولاً. هندسياً، يحتاج هذا البناء إلى دقة في المقاسات وعمالة محترفة لبناء هذا الشكل الهندسي. أيضاً، المواد المستخدمة قد لا تكون متوفرة مثل الاسمنت والبلك في البناء التقليدي


ولكن ماذا لو صممنا مثلث قياسي للبناء، وبمادة متوفرة في كل مكان؟


القبب والتكور، تجعل الهيكل أقوى من الهيكل المكعب، فكلما تقارب شكل الهيكل إلى الكرة، كلما كان أقوى ما يكون نسبياً لقدرة المواد المستخدمة وكثافتها. أيضاً، استخدام القبب يستهلك مواد أقل لتغطية مساحة معينة من الهيكل المكعب أو أي شكل هندسي آخر. بل أن حجم الهواء داخل المكان أقل، مما يعني تكلفة تكييف أقل مما لو كان مكعباً!


هنا شركة ناشئة تحاول حلّ هذه المشكلة باستخدام مادة “خزف حيوي Bioceramic” لبناء بيوت من مثلث قياسي متكرر. أتمنى صحة الأرقام الي ذكروها، ولكن التوجه صحيح في وجهة نظري لخلق حلّ لبناء المنازل، بشكل يعيد التفكير في الحلول الحالية للبناء، ليس من ناحية المواد فقط، بل من ناحية التصميم والهيكل



D. SMITH, J.S. MYERS, C.S. KAPLAN AND C. GOODMAN-STRAUSS (CC BY 4.0)

في الفن، والرياضيات 


في الرسم، شكل هندسي من 13 حد متصل، يشكل ما يشبه “القبعة”. يمكن لهذا الشكل تغطية مساحة ما بدون إعادة وتكرار للنمط مع تغطية كاملة بدون فراغات، وهنا تكمن قوة هذا الاكتشاف. فهنا، مساحة للنظام واختلال النظام في نفس الوقت، لاحظ المثلثات هي الشكل الهندسي القياسي لبناء هذا الشكل الهندسي (16 مثلث)



الألماس، أصلد حجارة الأرض 


الألماس لا يختلف عن الفحم أو الجرافايت بتكوينه الكيميائي (ذرات كربون)، ولكن يختلف هيكلياً في شكل ترابط الذرات وهذا ما يجعله أقوى وأصلد أحجار الأرض. فيعتبر الألماس ذو تكوين بلوري (سداسي الاوكتاهدرا). هذه السحنة في التشكيل البلوري، وضعت الألماس في أعلى قائمة الصلادة في مقياس “موس”. عند التدقيق في شكل الترابط، تجد أن المثلث هو هيكل بناء حجر الألماس


هاه اقتنعت؟ أن المثلث وحدة بناء العالم؟