【篇一】
植物的數(shù)學(xué)特征
人類很早就從植物中看到了數(shù)學(xué)特征:花瓣對稱地排列在花托邊緣,整個(gè)花朵幾乎完美無缺地呈現(xiàn)出輻射對稱形狀,葉子沿著植物莖稈相互疊起,有些植物的種子是圓的,有些是刺狀,有些則是輕巧的傘狀……所有這一切向我們展示了許多美麗的數(shù)學(xué)模式。
創(chuàng)立坐標(biāo)法的數(shù)學(xué)家笛卡爾,根據(jù)他所研究的一簇花瓣和葉形曲線特征,列出了x3+y3-3axy=0的方程式,這就是現(xiàn)代數(shù)學(xué)中有名的“笛卡爾葉線”(或者叫“葉形線”),數(shù)學(xué)家還為它取了一個(gè)詩意的名字——茉莉花瓣曲線。
后來,科學(xué)家又發(fā)現(xiàn),植物的花瓣、萼片、果實(shí)的數(shù)目以及其他方面的特征,都非常吻合于一個(gè)奇特的數(shù)列——的斐波那契數(shù)列:1、2、3、5、8、13、21、34、55、89……其中,從3開始,每一個(gè)數(shù)字都是前二項(xiàng)之和。
向日葵種子的排列方式,就是一種典型的數(shù)學(xué)模式。仔細(xì)觀察向日葵花盤,你會(huì)發(fā)現(xiàn)兩組螺旋線,一組順時(shí)針方向盤繞,另一組則逆時(shí)針方向盤繞,并且彼此相嵌。雖然不同的向日葵品種中,種子順、逆時(shí)針方向和螺旋線的數(shù)量有所不同,但往往不會(huì)超出34和55、55和89或者89和144這三組數(shù)字,這每組數(shù)字都是斐波那契數(shù)列中相鄰的兩個(gè)數(shù)。前一個(gè)數(shù)字是順時(shí)針盤繞的線數(shù),后一個(gè)數(shù)字是逆時(shí)針盤繞的線數(shù)。
雛菊的花盤也有類似的數(shù)學(xué)模式,只不過數(shù)字略小一些。菠蘿果實(shí)上的菱形鱗片,一行行排列起來,8行向左傾斜,13行向右傾斜。挪威云杉的球果在一個(gè)方向上有3行鱗片,在另一個(gè)方向上有5行鱗片。常見的落葉松是一種針葉樹,其松果上的鱗片在兩個(gè)方向上各排成5行和8行,美國松的松果鱗片則在兩個(gè)方向上各排成3行和5行……
如果是遺傳決定了花朵的花瓣數(shù)和松果的鱗片數(shù),那么為什么斐波那契數(shù)列會(huì)與此如此的巧合?這也是植物在大自然中長期適應(yīng)和進(jìn)化的結(jié)果。因?yàn)橹参锼@示的數(shù)學(xué)特征是植物生長在動(dòng)態(tài)過程中必然會(huì)產(chǎn)生的結(jié)果,它受到數(shù)學(xué)規(guī)律的嚴(yán)格約束,換句話說,植物離不開斐波那契數(shù)列,就像鹽的晶體必然具有立方體的形狀一樣。由于該數(shù)列中的數(shù)值越靠后越大,因此兩個(gè)相鄰的數(shù)字之商將越來越接近0.618034這個(gè)值。例如34/55=0.6182,已經(jīng)與之接近,這個(gè)比值的準(zhǔn)確極限是“黃金數(shù)”。
數(shù)學(xué)中,還有一個(gè)稱為黃金角的數(shù)值是137.5°,這是圓的黃金分割的張角,更精確的值應(yīng)該是137.50776°。與黃金數(shù)一樣,黃金角同樣受到植物的青睞。
車前草是西安地區(qū)常見的一種小草,它那輪生的葉片間的夾角正好是137.5°,按照這一角度排列的葉片,能很好地鑲嵌而又互不重疊,這是植物采光面積大的排列方式,每片葉子都可以大限度地獲得陽光,從而有效地提高植物光合作用的效率。建筑師們參照車前草葉片排列的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)出了新穎的螺旋式高樓,佳的采光效果使得高樓的每個(gè)房間都很明亮。1979年,英國科學(xué)家沃格爾用大小相同的許多圓點(diǎn)代表向日葵花盤中的種子,根據(jù)斐波那契數(shù)列的規(guī)則,盡可能緊密地將這些圓點(diǎn)擠壓在一起,他用計(jì)算機(jī)模擬向日葵的結(jié)果顯示,若發(fā)散角小于137.5°,那么花盤上就會(huì)出現(xiàn)間隙,且只能看到一組螺旋線;若發(fā)散角大于137.5°,花盤上也會(huì)出現(xiàn)間隙,而此時(shí)又會(huì)看到另一組螺旋線,只有當(dāng)發(fā)散角等于黃金角時(shí),花盤上才呈現(xiàn)彼此緊密鑲合的兩組螺旋線。
所以,向日葵等植物在生長過程中,只有選擇這種數(shù)學(xué)模式,花盤上種子的分布才為有效,花盤也變得堅(jiān)固壯實(shí),產(chǎn)生后代的幾率也高。
【篇二】
怪盜的手段
怪盜斯班將英國美術(shù)觀珍藏的世界名畫全部盜出,計(jì)劃裝在從樸次茅斯港啟程的客貨輪“阿爾塞納號”上運(yùn)往法國。當(dāng)然了,由于是贓物,還要瞞過碼頭海關(guān)而悄悄偷運(yùn)出去。
當(dāng)偵探霍姆茲二世知道了斯班的這一計(jì)劃后,立即趕赴樸次茅斯港。
“阿爾塞納號”上堆滿了貨物,眼看就要起航了;裟菲澏劳jP(guān)人員一同上船,對船上所有貨物進(jìn)行檢查。雖然查遍了船內(nèi)的上上下下?蛇B世界名畫的影子也沒見到。
“斯班!你把東西藏到什么地方了?還是老實(shí)地說出來吧。想把名畫用這條船運(yùn)到法國,這事我已經(jīng)知道了。”霍姆茲二世追問道。
“霍姆茲,你真是個(gè)疑神疑鬼的人呵。這條船上哪有什么名畫啊。要是不信,就隨你搜好了,反正都是白費(fèi)勁兒。哈哈哈!”斯班嘲笑道。
怎么找也沒找到,就連霍姆茲也灰心了。
“霍姆茲,要是懷疑消除了,就放我們走吧。那么,再見。”斯班說完就命令船長開船。
“阿爾塞納號”鳴著汽笛,徐徐離開了深水碼頭,被兩艘拖船一直拖到港外。斯班站在“阿爾塞納號”的甲板上,得意地向霍姆茲二世擺著手。
霍姆茲二世站在碼頭上,遺憾地望著船遠(yuǎn)去。不多久,船似乎到了港外,兩艘拖船返回來了。
“糟了,上斯班的當(dāng)了,名畫就在‘阿爾塞納號’船上!碑(dāng)霍姆茲二世發(fā)現(xiàn)了斯班的巧妙計(jì)謀時(shí),已經(jīng)晚了!鞍柸{號”徑直開上了多佛爾海峽駛向法國。
怪盜斯班到底將名畫藏到什么地方出港的呢?
【篇三】
打賭成功
PREEY是一個(gè)老愛搗鬼的聰明POPO,一天,正值一門重要功課考試,PREEY放出狂言,說他想作弊,而且保證老師逮不住他,老師聽的小道消息,與他打賭,說若能逃過他們學(xué)校號稱第一號逮貓專家——校長大人的法眼出貓成功就請他下大酒店吃海鮮。
考試結(jié)束后,PREEY得意洋洋來找老師,說他贏了,老師問校長PREEY那天的情況,校長提供了幾條線索:
1:PREEY進(jìn)考場是打預(yù)備鈴沖進(jìn)來的
2:PREEY的書包從座位扔到的講臺上
3:PREEY嘴里老是發(fā)出嚼東西的響聲
4:PREEY老是搖頭晃腦的
5:PREEY不停喝水,滿滿一瓶2000ML保溫杯的水都被喝光了
6:看過他的草稿紙,無明顯做案痕跡
7:常常低頭,可是身下沒有作案工具
8:常玩筆筒