□ 南木
當(dāng)你在吃菠蘿的時(shí)候,有沒有注意過菠蘿的外殼?你可能不知道,這些呈螺旋形的厚厚盔甲竟然與一個(gè)神奇的數(shù)列有關(guān)。不僅菠蘿,很多吃的東西都和這個(gè)數(shù)列有關(guān),比如葵花籽、松子等。吃貨們可能不知道,你們吃的不僅僅是食物,還蘊(yùn)含一連串高深莫測(cè)的數(shù)列。
有科學(xué)家發(fā)現(xiàn),很多植物的花瓣、葉子、花蕊的數(shù)目都與一個(gè)數(shù)列有關(guān)。像梅花是5 片花瓣,李樹也是5 片花瓣,鳶尾花、百合花(看上去是6 片,實(shí)際上是兩套3 片)是3 片花瓣,許多翠雀屬植物的花瓣是8 片,萬壽菊的花瓣有13 片,紫菀屬的植物花瓣有21 片,大多數(shù)雛菊有34、55、89 片花瓣。這些數(shù)字的花瓣在植物界很常見,而其他數(shù)字的就相對(duì)很少。這些數(shù)字如果排列起來,就是3、5、8、13、21、34、55、89……從中你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律嗎?那就是這些數(shù)字的前兩個(gè)之和等于第三個(gè),這就是斐波那契數(shù)列。
其實(shí)不僅花瓣遵循這個(gè)規(guī)律,很多植物的種子也都呈現(xiàn)這個(gè)數(shù)列。比如蘋果種子是5 顆,向日葵的花瓣數(shù)一般是21 片,而如果你再仔細(xì)往被花瓣包圍的花盤看,里面還有很多小花——最終會(huì)變成葵花籽。這些小花的排列呈現(xiàn)兩組相向排列的螺旋形線條,一組是順時(shí)針旋轉(zhuǎn),一組是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。而如果你再仔細(xì)數(shù)數(shù)這些螺線,就會(huì)發(fā)現(xiàn),順時(shí)針的螺線有34條,逆時(shí)針的螺線有55 條。而根據(jù)不同的向日葵品種,你可能還會(huì)得到55 和89、89 和144 等數(shù)據(jù)。
而這些數(shù)據(jù),也都遵循斐波那契數(shù)列。除了向日葵,菠蘿外表的“方塊盔甲”和松果的外表也都遵循這一規(guī)律,它們的螺線大多數(shù)是8(順時(shí)針)和13(逆時(shí)針)。
斐波那契數(shù)列是中世紀(jì)的意大利數(shù)學(xué)家斐波那契提出的,最初的問題是:假設(shè)兔子的生殖規(guī)律是每一對(duì)兔子出生兩個(gè)月后就具有生殖能力,每對(duì)成年兔子每個(gè)月可以生一對(duì)兔子,那么由一對(duì)兔子開始,一年后可以繁殖成多少對(duì)兔子?由此他得出一個(gè)數(shù)列:1,1,2,3,5,8,13,21,34……這就是著名的斐波那契數(shù)列。
植物是從種子和嫩芽生長(zhǎng)起來的。如果用顯微鏡觀察,葉子、萼片、花瓣、小花等的頂端,其中央有一個(gè)圓形的組織叫“尖點(diǎn)”,而在尖點(diǎn)的周圍,有一個(gè)接一個(gè)的微小隆起,這些隆起稱為“原基”。最后,這些隆起的原基就長(zhǎng)成葉子、花瓣、萼片等。每個(gè)原基都希望它所生長(zhǎng)的花蕊或葉片以后能夠獲得最大的生長(zhǎng)空間。例如,葉片希望得到充足的陽光,根部則希望得到充足的水分,花瓣或花蕊則希望能有充分的空間展示自己以吸引昆蟲來傳粉。因此,原基與原基之間就需要隔開一定空間,以保證將來長(zhǎng)出的葉片或花瓣能有效生長(zhǎng)。但因?yàn)椴粩嘤行碌脑a(chǎn)生,原來的原基就會(huì)被不斷往外擠,那么怎么排列才能使得將來的葉片和花瓣都能有效伸展自己呢?
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一條規(guī)律,就是當(dāng)兩個(gè)相繼(先后)出現(xiàn)的原基以137.5°的發(fā)散角生長(zhǎng)時(shí),將來它們的后代就會(huì)充分吸收陽光和雨露。137.5°在數(shù)學(xué)上被稱為黃金角。所謂黃金角,即一個(gè)圓被分成的兩個(gè)圓弧的長(zhǎng)度比例正好是黃金比例,那么較小圓弧所對(duì)應(yīng)的角就叫黃金角。黃金比例約等于0.618,在生活中常常被提到,特別是美學(xué)和建筑學(xué)。
仔細(xì)觀察一下,在斐波那契數(shù)列中,前后兩個(gè)數(shù)的比也是接近黃金比例的,而且數(shù)字越大,其比例越接近黃金比例。因?yàn)檫@層關(guān)系,所以以黃金角生長(zhǎng)的植物就出現(xiàn)了斐波那契數(shù)列。