才华横溢的生物

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1、才华横溢的生物天才人们不知从什么时候发现，我们周围的世界并不如我们想象的那么简单，一草一木，一树一花，甚至连那小小的蜜蜂、蚂蚁的身上也都存在着莫大的玄机、莫大的智慧，它们不愧为才华横溢的生物天才。向日葵的“数学才能”在植物学家的眼中，我们周围郁郁葱葱生长的植物，每一草、每一花、每一木都包含着自然美。你看！桃花的那些花瓣是对称地排列在花托边缘，整个花朵几乎完美无缺地呈现出辐射对称形状。再看看植物的种子，有些植物种子是圆的，有些植物种子呈刺状，有些植物种子则呈伞状，五花八门，不一而足。它们都是自然选择的结果。一些数学家很早就从植物的根、茎、叶的形态、结构中看到了数学的影子。

2、比如，解析几何的创始人、著名法国数学家笛卡尔，根据他所研究的一簇花瓣和叶形曲线特征，列出了x3＋y3－3axy＝0这个方程式，它就是现代数学中有名的“笛卡尔叶线”（或者叫“叶形线”），数学家还为它取了个极其浪漫的名字———茉莉花瓣曲线。再看看我们周围的那些花花草草，你或许可以发现，一些禾本科植物的叶子很长，为了避免折断，它们居然卷曲成了筒形；而香蒲的叶子则干脆长成螺旋状，从而变得更牢、更稳定。最有趣的是车前草的叶子，它们呈螺旋状排列，其夹角为137.5°，据说这样排列能够最大限度地利用阳光，但这个数字137.5还能告诉我们些什么呢？让我们再看下去。　1979年，英国科学

3、家沃格尔做了一个著名的实验，他的实验对象是普普通通的向日葵，实验工具也只是一台平平常常的电子计算机，验证的是活跃于十二三世纪的意大利数学家斐波那契的数列理论。斐波那契出生于约1170年，卒于约1250年，他原名比萨的列奥纳多，斐波那契其实是他的外号。斐波那契的数列理论源于他的著作《计算之书》中的兔子繁殖问题，在这个问题中斐波那契提出了他的著名的斐波那契数列，即有这样一个数列0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,...这个数列从第三项开始，每一项都等于前两项之和。而且，数值越往后越大，相邻两个的数字之商将越来越接近0.618034这个值。例如3

4、4/55＝0.6182，已经与之接近，而这个比值的最终极限就是“黄金数”——0.618。为什么叫黄金数呢？这是因为人们认为，将整体一分为二，较大部分与较小部分之比等于整体与较大部分之比，其比值约为1∶0.618时，是最具有审美意义的比例，这种分割被称为黄金分割。黄金分割不仅被用在绘画、雕塑、音乐、建筑等艺术领域，而且还用在管理和工程设计等方面。数学中，将圆作黄金分割后的张角，被称作黄金角，它的数值是137.5°，正好和车前草的叶子夹角相一致，这是不是也存在巧合呢？沃格尔接下来的实验告诉我们，这绝不是一种巧合。沃格尔用大小相同的许多圆点代表向日葵花盘上的种子，根据斐波那契

5、数列的规律，尽可能紧密地将这些圆点挤压在一起。用电子计算机模拟向日葵的结果显示，若发散角小于137.5°，那么花盘上就会出现间隙，且只能看到一组螺旋线；假如发散角大于137.5°，花盘上就会出现间隙，而此时又会看到另一组螺旋线；只有当发散角等于黄金角137.5°时，花盘上出现两组螺旋线，这两组螺旋线，一组顺时针方向盘绕，另一组则逆时针方向盘绕，并且彼此相嵌。而且，虽然不同的向日葵品种中，种子顺、逆时针方向和螺旋线的数量有所不同，但往往不会超出34和55、55和89或者89和144这三组数字，这每组数字都是斐波那契数列中相邻的两个数。前一个数字是顺时针盘绕的螺旋线数，后一

6、个数字则是逆时针盘绕的螺旋线数。所以，向日葵等植物在生长过程中，只有选择这种数学模式，花盘上种子的分布才最为有效，花盘也变得最坚固壮实，产生后代的几率也最高。科学家发现，除了向日葵，雏菊、菠萝、挪威云杉、落叶松等植物的果实和种子上都会出现类似的情况，只不过数字有所不同。科学家还进一步认为，为什么有那么多植物的叶、花、果实、种子的形态、结构、排列方式、数量会与斐波那契数列契合得严丝密缝、浑然天成呢，这绝不可能用“巧合”两字来解释，完全是“自然选择”的结果。当然，这也是那些植物本身超强的适应能力的体现。另有一些科学家则用实验来解决问题。他们把一只圆盘置于垂直磁场中，尔后再让

7、硅酮油每隔一定的时间滴入圆盘中心。当圆盘边缘的磁场强度大于圆盘中心磁场强度的时候，连续滴下的油滴因受磁力的影响而排成一根螺旋线，螺旋线的发散角非常接近137.5°,这个实验告诉我们，发生在向日葵和其他形形色色植物身上的现象都可能是因地球磁场而造成的。后来，科学家又发现，植物的花瓣、萼片、果实的数目以及其他方面的特征，都非常符合于前面提到的斐波那契数列：0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,...其中，忽略前几项，从3开始，每一个数字都是前两项之和。蜂巢的秘密自古以来，蜜蜂的蜂巢一直受到人们的关注。它们看上去整齐