植物中是否隐藏着神秘的数字?
admin
2023-05-23 05:41:44
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误区:植物中有不同类型的黄金比例,植物的叶子和花的数量都是按照斐波那契数列生长的。这样的现象不可能自然形成,这就是智能设计存在的证据。真相:人类对斐波那契数列的热爱似乎不仅限于数学,那么真相是什么呢?对于植物界的情况,简单来说,虽然有些植物形态确实隐藏着斐波那契数列的线索,但大多数植物的花瓣数和叶片数与斐波那契数列无关。我们先来了解一下什么是斐波那契数列,Fn 1=Fn Fn-1。这个序列中的每个数字都是前两项的和。如果是以1,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89开头的自然数序列……这些数就叫斐波那契数。同时,这个序列也暗示了黄金比例。如果用序列中的每一个数字去掉后面的数字,数字越大,结果越接近1.618,也就是我们通常所说的黄金比例。花瓣:与斐波那契数列相关的植物,首先提到的就是花瓣的数量。不可否认,有一些花的花瓣与这个系列中的数字相吻合。比如梅花、山桃花、苹果花、山茶花都是五瓣;鸢尾和鸭跖草是典型的三瓣花(虽然鸢尾的萼片像花瓣,常被视为六瓣花)。然而,除此之外,许多植物的花瓣数并不在这个特殊的序列中。我们平时看到的百合和君子兰都是六瓣的。更常见的是以油菜、萝卜为代表的十字花科植物中有四片花瓣。

5种花瓣的代表:报春花(左)和杏(右)

三种花瓣的代表:鸭跖草(上)和鸢尾(下)

花瓣数不是斐波那契数的代表:6瓣百合(左)和4瓣二月兰(右)。

而且,植物花瓣的数量不是永恒的。比如原来野生玫瑰的花瓣是5,这是一个斐波那契数,但是现在花店卖的商业玫瑰(小心!大部分其实都是月季。培育后花瓣加倍,花瓣数量变得不可预测。

如果你需要找到花瓣数和斐波那契数之间的关系,那么& quot基数& quot花瓣是一个很好的链接。就像一个建筑有楼层一样,花瓣通常从内向外分为几轮,每轮花瓣的数量是固定的。植物学家把这个固定的数字命名为& quot花卉基地& quot。一般来说,很多双子叶植物的花基是5(例外的十字花科除外),而单子叶植物的花瓣基是3。百合虽然是单子叶植物,6瓣,但实际上是两轮排列,每轮3瓣,花基还是3。单子叶植物和双子叶植物之所以有如此独特的花基,被怀疑是由于控制花发育的特殊基因,但至今没有找到证据。

花序:为了多布置,在某些情况下,植物必须考虑空间的经济性。以花序为例。有些植物必须将尽可能多的小花排列在一起,以增加“美丽”的吸引力。小花群& quot。同时也要减少小花之间的相互干扰。小花之间重叠越少越好,保证这些小花有一个平均的间距。通过模拟发现每隔137.5度(2(1-0.618))排列一朵花是最合理的设计,但实际上菊科的花序都是这样排列的。另外,数一数从向日葵中心向外延伸的螺线,你会发现它们也与数字的顺序密切相关。有300朵小花的向日葵盘上有34条左旋曲线和21条右旋曲线。更大的盘子可以找到更多的螺线,但是螺线的数量永远是斐波纳契数。同样,人们发现菠萝和松果的花和种子也以类似的方式排列,上面有8或13个螺旋。34,21,8,13,这些是斐波那契数列。然而,科学家们还没有找到这种排列是如何形成的答案。

向日葵的螺旋线:左旋55,右旋34

松树螺旋:左手13,右手8

即便如此,自然也有很多其他的花序排列。十字花科植物如油菜、萝卜的花序向上延伸,而欧洲酸樱桃等植物的花序向下延伸。这些花序中的小花都依次排列在一个花序轴上。至于樱花、海棠花等花序中的小花,它们是松散地组合在一起的,不存在在有限的空间里插花的问题,也没有特殊的排列角度和数量,与斐波那契数无关。

荠菜的花序(左)和火鸟香蕉的花序(右)与斐波那契数无关。

前言:更重要的存在是适应一些报道说叶子的排列也有特殊的数字。比如叶子的生长也遵循旋转137.5度的排列。这种安排可以最大限度地减少叶片之间的相互遮挡,更有效地吸收阳光。然而,许多植物的叶子不是轮流生长的。比如紫薇和金银花的叶子在枝头两侧排成两排,而黄杨木的叶子是纵横交错的。还有很多像草莓这样的植物生长在地面上,它们的叶子排列在一个与地面平行的平面上。

两边(左)排列的金银叶相互交叉。

排列的大叶黄杨叶子(右)

 

在大自然中找到数学规律的身影是有趣迷人的。不过,要是把这些规律看作是自然的普适规律,并引申出是存在创造者设计的观点就不恰当了。

 

结论: 有些花瓣的数量和花序的排列确实体现出了斐波那契数列。但是大多数植物的花瓣和叶片排列并不会遵循这个原则。之所以出现斐波那契数和黄金比例的角度,都是能最有效利用空间的模型,而在不需要考虑空间使用的情况下,就会随机分布了。是否出现特别的数列,都与植物对生存环境的适应有密切关系。

 

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