植物数学(真没想到为了过好日子)
我们现有的知识,远不足以解释:
万物生长,为何都追求“黄金比例”?
蜜蜂,按照黄金比例建造的六角柱状体蜂房,坚固又省料。
丹顶鹤,成群迁飞时排成“人”字形,夹角为110°。而“人”字形夹角的一半,即每边与鹤群前进方向的夹角为55度44分8秒,这个角度恰好与金刚石晶体的角度一模一样。
蜘蛛,天生的布网高手,编结复杂而美丽的八卦形网。
若说动物具有数学思维,算着黄金比例去建设、捕猎、生存,额……这还算好理解。
那么,植物呢?
继续阅读本文,你会发现:植物的生长,也如同站在黄金比例的“道”上。
难道,植物也具备数学思维?
没错,植物也有数学头脑!
圆乎乎的仙人球
仙人球圆呼呼的身体上遍布着各式各样的刺与毛,如果栽培得当,它还会开出艳丽的花。
迷萌可爱的仙人球长成如今这模样,可不是为了满足我们的审美喜好哦。
仙人球的老家,大多数是在干旱少雨的热带沙漠。
你应该知道,在相同体积下,球体的表面积是最小的。
仙人球长成浑圆的模样,它的目的是以全身最小的表面积,减少自身水分的蒸发。
没这数学头脑,仙人掌就成不了沙漠植物。
黄金比例的向日葵
大大的花盘,向着阳光,在风中摇摆。
向日葵的美,深得人心。
如果我们仔细观察花盘上的向日葵种子,就会发现,无论这些葵花子在花盘上按顺时针还是按逆时针旋转,都有一定的数目,而且沿着特有的螺旋曲线排列。
数一数这个排列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144……。
你可能已经发现了规律:从第三个数字开始,该数列每一个数都是前面两个数之和,即Fn=Fn-2 Fn-1 ,n>2且F1=F2=1。
据此,你可以推断出144后的数字应该是333、377和610……。
这,就是著名的“斐波纳契数列”,又称“黄金数列”。
“黄金数列”是不是跟“黄金比例”听起来有点像?
他们的联系在于:随着n数值的不断增大,黄金数列前后两项的比值Fn/Fn 1也越来越接近黄金比率0.618。
植物数学,真是妙不可言!
向日葵不是特例,拥有斐波纳契数列的植物,无所不在。
此时此刻的台长,一边在想着哪些植物做为案例可以一目了然说清楚问题,一边抓着一块儿菠萝就往嘴里塞。
对了,菠萝。
菠萝果实上的菱形鳞片,一行行排列起来,8行向左倾斜,13行向右倾斜。
还有,松果。
落叶松松果上的鳞片,在两个方向上各排成5行和8行,该数列甚至体现在树的分枝上。
如果1棵树每年都在生长,第2年有2个分枝,通常第3年就有3个分枝,第4年5个,第5年8个,继续下去,每年的分枝数都符合斐波纳契数。
可以很确信的说,许多植物的种子或果实都会呈螺旋状排列。
菊科植物,每条螺旋线上可能有21、34、55粒瘦果,较大植物的螺旋线上可能有89或144粒瘦果,而且这些数字的组合竟然全都符合“斐波纳契数列”。
大约800年前,年轻的意大利数学家斐波那契在他的一本算术书中,就已涉及有关生命数字的奥秘。
从此,生物与数学之间的奇妙关系一直都是许多科学家悉心研究的课题。
人类对植物的生长形态进行深度的研究,分析植物数学模式,建立逆推方程式。
例如,夏日里洁白芬芳的茉莉花,曾是17世纪法国著名数学家、解析几何的创始人笛卡尔的研究对象。
笛卡尔发现茉莉花瓣的形状是一种较规则的曲线后,就用坐标法研究了花瓣的形状,继而得出了X2 Y2=3aXY的方程式。
根据该方程绘出的一段封闭曲线能准确地描绘出茉莉花瓣的外形,在现代数学中被叫做“笛卡尔曲线”。
此外,蔷薇、睡莲、菊花、常春藤、酢浆草、柳树、槭树等植物叶片的方程式也相继被科学家们完成。
这些方程式有啥用?模仿自然,利用自然,现代科学已经进入一个更深入的层级。
比如,建筑师们参照车前草叶片排列的数学模型,设计出了新颖的螺旋式高楼,最佳的采光效果使得高楼的每个房间都很明亮。
植物“数学头脑”的意义?
数百年来,人们在苦苦探究植物中深奥数学规律的同时,也在认真思索这些规律对于植物生存的意义。
1992年,两位法国科学家证实,当葵花籽按照“斐波纳契数列”排列时,才能在花朵顶端放置数量最多的种子。
向日葵的花盘也变得最坚固壮实,产生后代的概率也最高。
葵花籽的排列方式,无疑对于向日葵繁衍后代有非凡意义。
每一片叶子,都想要最大限度的获取阳光;
每一朵花儿,都希望最大限度的获取营养。
植物的“数学头脑”,是植物在自然中长期适应和进化的结果。
值得我们了解、学习和思考的,还有很多很多……
喜欢种在阳台上,喜欢了解植物的神奇,喜欢尽享自然的美好!
如果台友们在阳台盆栽栽种花草蔬菜的过程中遇到啥问题,老办法,来找台长吧,哇哈哈哈……
台友若能找来,就是一种信任。
台长肩负信任前行,必不辜负!
种在阳台上
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种在阳台上,学无止境。
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