水果都是數學家

夏天是吃菠蘿的好季節，可是當你在吃菠蘿的時候，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和一個神奇的數列有關。不僅菠蘿，很多吃的東西都和這個數列有關，比如葵花子、松子等。吃貨們可能不知道，你吃的不僅僅是食物，還是一連串高深莫測的數列。這究竟是怎么一回事呢？

植物的花瓣、種子遵循一個古老的數列

有科學家發現，很多植物的花瓣、葉子、花蕊的數目和一個數列有關。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，紫菀屬植物的花有21瓣，大多數雛菊有34、55、89片花瓣。這些數字的花瓣在植物界很常見，而其他數字的就相對很少。這些數字如果排列起來，就是3，5，8，13，21，34，55，89……

從中你發現了什么規律嗎？那就是這些數字的前兩個之和正等于第三個。這就是斐波那契數列。

其實不僅花瓣遵循這個規律，很多植物的種子也都呈現這個數列。比如蘋果種子是5顆，再比如向日葵，本身的花瓣數一般是21片，而如果你再仔細往被花瓣包圍的花盤看，里面還有很多小花——最終會變成葵花子。這些小花的排列呈現兩組相向排列的螺旋形線條，一組是順時針旋轉，一組是逆時針旋轉。而如果你再仔細數數這些螺線，你會發現，順時針的螺線有34條，逆時針的螺線有55條。而根據不同的向日葵品種，你可能還會得到55和89、89和144等數據。

而這些數據，也都遵循斐波那契數列。除了向日葵，菠蘿外表的“方塊盔甲”和松果外表也都遵循這一規律，它們的螺線大多數是8（順時針）和13（逆時針）。

斐波那契數列的身世

斐波那契數列是中世紀的意大利數學家斐波那契提出的，最初的問題是：假設兔子的生殖規律是每一對兔子出生兩個月后就具有生殖能力，每對成年兔子每個月可以生一對兔子。那么由一對兔子開始，一年后可以繁殖成多少對兔子？由此他得出了一個數列：1，1，2，3，5，8，13，21，34……這就是著名的斐波那契數列。

斐波那契發現這個數列時，并不知道植物也遵循這個數列。但后世的科學家無意中發現植物竟然也“懂”這個數列。

植物在用生命做數學題

植物為什么會知道這樣的生長模式？直到本世紀初，兩位科學家得到了結果，他們是法國數學物理學家杜阿迪和庫代。結果很好笑，當科學家在為植物的聰明才智驚嘆時，植物自己卻不知道自己用了這樣一個數列。

兩位科學家用置于垂直磁場中充滿硅油的圓碟完成了一個實驗。他們讓可磁化的液體以規則的時間間隔一滴一滴落入碟的中央，液滴被磁化后相互排斥，逐漸向邊緣排斥。

最終，他們看到了這樣一幕：液滴形成了一個如同向日葵花盤中的那種交叉的螺線。他們還在計算機上進行了計算，得到的依然是類似的結果。

所以，植物最終長出斐波那契數列的螺線和基因沒有關系，而是動力學讓它們這么做的。也就是說，植物并不知道什么斐波那契數列，也不知道什么是黃金角，它們完全根據自身的需要努力生長，最終就會變成這樣。

這也解釋了有的植物沒有遵循這一規律的原因，因為在植物原基生長過程中會出現一些特例，比如受天氣或其他什么影響，原基的角度出現了差別，那么最終它們就形成不了斐波那契數列以及左右螺線。

植物與數學的相遇，真是妙不可言。

摘自《奧秘》2013年第11期