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。……