植物的數(shù)學頭腦

宣金祥

植物和數(shù)學，聽起來這似乎是兩個風馬牛不相及的領(lǐng)域，它們?nèi)绾文艹渡详P(guān)系呢？這個問題，還要科學家來給我們解答。

通過長期的觀察和研究，科學家驚奇地發(fā)現(xiàn)：自然界各種植物生長，都合乎一定的數(shù)學規(guī)律。

甜菜的上部葉片呈垂直生長，葉簇成漏斗形。這種生長方式所形成的葉面空間的配制結(jié)構(gòu)，極有利于對光照的吸收，可提高植株和群體的光合效率。

車前草的葉片是輪生的，葉片夾角為137.5度，這正是圓的黃金分割的弦角。葉片按這個角度生長，既不浪費空間又能充分利用光照。

梨樹等多年生木本植物也與車前草相似，隨著樹干的長高，葉片沿對數(shù)螺旋上升，每張葉片都恰到好處地生長在不遮蔽下面葉片的空間。

還有生長在高山上的樹木或是樹干高大的樹種，由于高山風大或樹高招風，它們最理想的樹形莫過于像不倒翁似的圓錐形，如云杉、水杉、白楊等都是這樣。

植物的“數(shù)學頭腦”，還為本身的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計了最佳方案。

比如草本植物的圓柱形莖稈，其木質(zhì)部組織的厚度常為莖稈直徑的1/7左右，這種莖稈形狀和木質(zhì)部比例，可獲得以耗費最小的生物材料來達到最大的堅固性效益。

一些莖稈呈四棱形的野草，它們的木質(zhì)部組織則集中于四角，這種用料方式很科學，這使得它們可以用較少的生物材料支持較大的葉面積。

莖稈高大的玉米，在莖基部長出許多氣生根，增加了莖的穩(wěn)定性，它的果穗多長于莖的中下部，也符合黃金分割的比例，可增強抗倒伏性能。……