昌都偾抢实业投资有限公司

首頁 | 園林新聞 | 規(guī)劃設(shè)計(jì) | 工程 | 植物 | 科技 | 教育 | 法制 | 風(fēng)景旅游 | 園林城市 | 世界園林 | 風(fēng)景園林師 | 花木資訊 | 人居環(huán)境 | 園林論壇 | 園林博客

植物中隱藏的神秘?cái)?shù)學(xué)

http://www.aybearing.cn 2013-10-16 來源:羊城晚報(bào) 作者:史軍 發(fā)表評論(0)

    欣賞植物時(shí),你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)植物的葉片或者花朵都有著神奇的對稱比例,一些植物形態(tài)中存在的這些黃金比例實(shí)際上就是一種隱藏的“斐波那契數(shù)列”。有人認(rèn)為,這種現(xiàn)象不可能是自然形成的,它們一定是在某種智慧的設(shè)計(jì)下才存在的。也有人科學(xué)地指出,大自然就是最神奇的造物主。

  植物學(xué)家會(huì)告訴我們,有些花瓣的數(shù)量和花序的排列確實(shí)與數(shù)學(xué)中的“斐波那契數(shù)列”有關(guān),但大多數(shù)植物的花瓣和葉片排列并不會(huì)遵循這個(gè)原則,還是與植物對生存環(huán)境的適應(yīng)有密切關(guān)系——它們只是在最有效地利用生存空間。

  1

  斐波那契數(shù)列和花基數(shù)

  Fn+1=Fn+Fn-1,這個(gè)數(shù)列中的每個(gè)數(shù)字都是前兩項(xiàng)數(shù)之和,像1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89……這些數(shù)字就被稱為“斐波那契數(shù)”。同時(shí),這個(gè)數(shù)列中還暗含著黃金比例,如果用數(shù)列中的每一個(gè)數(shù)字去除它前面的數(shù)字,數(shù)字越大,結(jié)果就越趨近于1.618,也就是我們平常所說的“黃金比例”。

  植物中首先被提及與“斐波那契數(shù)列”有關(guān)的是花瓣數(shù)。確實(shí)有一些花的花瓣數(shù)目暗合這個(gè)數(shù)列中的數(shù)字。比如梅花、山桃花、蘋果花、山茶花都是5片花瓣,而鳶尾和鴨跖草是典型的有3片花瓣的花。

  但是,除此之外的很多植物花瓣數(shù)目并不在這個(gè)特殊的數(shù)列里,我們平常見到的百合花和君子蘭都有6片花瓣。更為常見的是,以油菜、蘿卜為代表的十字花科植物,花瓣則是4片。

  但植物花瓣的數(shù)量并不是永恒不變的。例如,原種野生玫瑰的花瓣是5片,是一個(gè)“斐波那契數(shù)”。但一些經(jīng)過培育后的玫瑰,通常都會(huì)花瓣加倍,變成什么數(shù)目已不可預(yù)期。

  可以通過花瓣的“基數(shù)”來尋找它們同“斐波那契數(shù)”的關(guān)聯(lián)。就像樓房有樓層差別一樣,花瓣通常會(huì)從內(nèi)向外分成幾輪,每一輪的花瓣數(shù)量是固定的,植物學(xué)家把這個(gè)固定的數(shù)量稱為“花基數(shù)”。

  一般來說,很多雙子葉植物的“花基數(shù)”就是5(十字花科是個(gè)例外),單子葉植物花瓣的“花基數(shù)”是3。為什么會(huì)出現(xiàn)這種特有的“花基數(shù)”?有人猜測可能是由于特殊的控制花發(fā)育的基因決定的,不過到目前為止還沒有人能找到具體證據(jù)。

  2

  巧合還是自然選擇

  數(shù)一數(shù)向日葵從中心向外延伸的螺旋線,你會(huì)發(fā)現(xiàn),它們也與數(shù)列有密切聯(lián)系。在有300個(gè)小花的向日葵花盤上,可以找到34條左旋的曲線和21條右旋的曲線。更大的花盤能找出更多條螺旋線,但螺旋線的數(shù)目仍然總是“斐波那契數(shù)”。

  類似的,人們還發(fā)現(xiàn)菠蘿和松果的花和種子也是類似的排列,上面的螺旋線有的是8條,有的是13條。34、21、8、13,這些也都是“斐波那契數(shù)”。

  為了更好地生存,植物必須考慮空間上的經(jīng)濟(jì)性。

  拿花序來說,一些植物必須安排盡可能多的小花在一起,以增強(qiáng)“小花群體”的吸引力,同時(shí)還需要減少花與花之間的相互干擾,小花相互之間的重疊越少越好,才能保證這些小花擁有平均的空間。

  有科學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),每旋轉(zhuǎn)137.5度安排一個(gè)花朵(或葉片)是最合理的設(shè)計(jì),而實(shí)際中菊科植物的花序正是按這個(gè)規(guī)律排列的。有一些樹葉排列也遵循“旋轉(zhuǎn)137.5度”的安排,因?yàn)檫@樣可以最大程度減少葉片之間的相互遮擋,更有效地吸收太陽光。

  但大自然同時(shí)也存在其他許多種花序或葉序的排列。

  像油菜和蘿卜等十字花科植物的花序就是向上延展的,像垂序火鳥蕉這樣的植物的花序則是向下延伸的,這些花序中的小花都是順次排列在一個(gè)花序軸上。至于櫻花、海棠花之類的花序上,小花則是松散地組合在一起,并不存在有限的空間排布花朵的問題,也沒有什么特殊的排列角度和排列小花數(shù)量的問題。

  很多植物的葉片也并非是旋轉(zhuǎn)生長的,比如紫薇和金銀木的葉片就是在枝條的兩側(cè)排成兩列,而黃楊的葉子則是呈現(xiàn)出十字交叉的樣子,還有很多像草莓這樣的貼地生長的植物,葉片都排列在平行于地面的一個(gè)平面上。

  這樣的排列究竟是如何形成的,科學(xué)家們還沒有找到答案。不過,在大自然中找到數(shù)學(xué)規(guī)律的影子本身仍是件有趣的事。

分享到:
編輯:zhufei
有關(guān)  植物 數(shù)學(xué) 比例  的新聞
更多評論網(wǎng)友評論 (已有0位網(wǎng)友發(fā)表了看法)
  • ·請尊重網(wǎng)上道德,遵守各項(xiàng)有關(guān)法律法規(guī)
  • ·承擔(dān)一切因您的行為導(dǎo)致的法律責(zé)任
  • ·本站有權(quán)保留或刪除留言中的任意內(nèi)容
  • ·本站有權(quán)在網(wǎng)站內(nèi)轉(zhuǎn)載或引用您的評論
  • ·參與評論即表明您已閱讀并接受上述條款
最新評論:
企業(yè)服務(wù)

熱點(diǎn)排行

    熱門博文

    論壇熱帖

?

中國風(fēng)景園林網(wǎng)版權(quán)所有 COPY RIGHT RESERVED 2007 - 2012 WWW.aybearing.cn

丰都县| 木兰县| 法库县| 商洛市| 故城县| 武宣县| 加查县| 鹤岗市| 九龙坡区| 安龙县| 肇庆市| 清远市| 沙洋县| 封开县| 合水县| 临清市| 句容市| 吐鲁番市| 东兰县| 寿宁县| 甘泉县| 金溪县| 张家川| 新蔡县| 林口县| 雷山县| 云阳县| 冷水江市| 思南县| 惠州市| 丹巴县| 藁城市| 奉节县| 武隆县| 攀枝花市| 吴旗县| 濉溪县| 巴林右旗| 黄平县| 云龙县| 武胜县|