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植物數學

生活 更新时间:2024-08-01 02:20:00

我們現有的知識,遠不足以解釋:

萬物生長,為何都追求“黃金比例”?

植物數學(真沒想到為了過好日子)1

蜜蜂,按照黃金比例建造的六角柱狀體蜂房,堅固又省料。

丹頂鶴,成群遷飛時排成“人”字形,夾角為110°。而“人”字形夾角的一半,即每邊與鶴群前進方向的夾角為55度44分8秒,這個角度恰好與金剛石晶體的角度一模一樣。

蜘蛛,天生的布網高手,編結複雜而美麗的八卦形網。

若說動物具有數學思維,算着黃金比例去建設、捕獵、生存,額……這還算好理解。

那麼,植物呢?

繼續閱讀本文,你會發現:植物的生長,也如同站在黃金比例的“道”上。

難道,植物也具備數學思維?

植物數學(真沒想到為了過好日子)2

沒錯,植物也有數學頭腦!

圓乎乎的仙人球

仙人球圓呼呼的身體上遍布着各式各樣的刺與毛,如果栽培得當,它還會開出豔麗的花。

迷萌可愛的仙人球長成如今這模樣,可不是為了滿足我們的審美喜好哦。

仙人球的老家,大多數是在幹旱少雨的熱帶沙漠。

你應該知道,在相同體積下,球體的表面積是最小的。

仙人球長成渾圓的模樣,它的目的是以全身最小的表面積,減少自身水分的蒸發。

沒這數學頭腦,仙人掌就成不了沙漠植物。

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黃金比例的向日葵

大大的花盤,向着陽光,在風中搖擺。

向日葵的美,深得人心。

如果我們仔細觀察花盤上的向日葵種子,就會發現,無論這些葵花子在花盤上按順時針還是按逆時針旋轉,都有一定的數目,而且沿着特有的螺旋曲線排列。

數一數這個排列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144……。

你可能已經發現了規律:從第三個數字開始,該數列每一個數都是前面兩個數之和,即Fn=Fn-2 Fn-1 ,n>2且F1=F2=1。

據此,你可以推斷出144後的數字應該是333、377和610……。

植物數學(真沒想到為了過好日子)4

這,就是著名的“斐波納契數列”,又稱“黃金數列”。

“黃金數列”是不是跟“黃金比例”聽起來有點像?

他們的聯系在于:随着n數值的不斷增大,黃金數列前後兩項的比值Fn/Fn 1也越來越接近黃金比率0.618。

植物數學,真是妙不可言!

向日葵不是特例,擁有斐波納契數列的植物,無所不在。

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此時此刻的台長,一邊在想着哪些植物做為案例可以一目了然說清楚問題,一邊抓着一塊兒菠蘿就往嘴裡塞。

對了,菠蘿。

菠蘿果實上的菱形鱗片,一行行排列起來,8行向左傾斜,13行向右傾斜。

還有,松果。

落葉松松果上的鱗片,在兩個方向上各排成5行和8行,該數列甚至體現在樹的分枝上。

如果1棵樹每年都在生長,第2年有2個分枝,通常第3年就有3個分枝,第4年5個,第5年8個,繼續下去,每年的分枝數都符合斐波納契數。

可以很确信的說,許多植物的種子或果實都會呈螺旋狀排列。

菊科植物,每條螺旋線上可能有21、34、55粒瘦果,較大植物的螺旋線上可能有89或144粒瘦果,而且這些數字的組合竟然全都符合“斐波納契數列”。

植物數學(真沒想到為了過好日子)6

大約800年前,年輕的意大利數學家斐波那契在他的一本算術書中,就已涉及有關生命數字的奧秘。

從此,生物與數學之間的奇妙關系一直都是許多科學家悉心研究的課題。

人類對植物的生長形态進行深度的研究,分析植物數學模式,建立逆推方程式。

例如,夏日裡潔白芬芳的茉莉花,曾是17世紀法國著名數學家、解析幾何的創始人笛卡爾的研究對象。

笛卡爾發現茉莉花瓣的形狀是一種較規則的曲線後,就用坐标法研究了花瓣的形狀,繼而得出了X2 Y2=3aXY的方程式。

根據該方程繪出的一段封閉曲線能準确地描繪出茉莉花瓣的外形,在現代數學中被叫做“笛卡爾曲線”。

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此外,薔薇、睡蓮、菊花、常春藤、酢漿草、柳樹、槭樹等植物葉片的方程式也相繼被科學家們完成。

這些方程式有啥用?模仿自然,利用自然,現代科學已經進入一個更深入的層級。

比如,建築師們參照車前草葉片排列的數學模型,設計出了新穎的螺旋式高樓,最佳的采光效果使得高樓的每個房間都很明亮。

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植物“數學頭腦”的意義?

數百年來,人們在苦苦探究植物中深奧數學規律的同時,也在認真思索這些規律對于植物生存的意義。

1992年,兩位法國科學家證實,當葵花籽按照“斐波納契數列”排列時,才能在花朵頂端放置數量最多的種子。

向日葵的花盤也變得最堅固壯實,産生後代的概率也最高。

葵花籽的排列方式,無疑對于向日葵繁衍後代有非凡意義。

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每一片葉子,都想要最大限度的獲取陽光;

每一朵花兒,都希望最大限度的獲取營養。

植物的“數學頭腦”,是植物在自然中長期适應和進化的結果。

值得我們了解、學習和思考的,還有很多很多……

喜歡種在陽台上,喜歡了解植物的神奇,喜歡盡享自然的美好!

如果台友們在陽台盆栽栽種花草蔬菜的過程中遇到啥問題,老辦法,來找台長吧,哇哈哈哈……

台友若能找來,就是一種信任。

台長肩負信任前行,必不辜負!

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種在陽台上

好啦,今天就講到這裡,台友們若還有什麼疑問希望台長回答,下方留言區留言哦。非常希望得到台友們的問題反饋,台長會多多努力,一對一給你回複,一對一為你解憂。

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種在陽台上,學無止境。

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