植物都是数学家

日戎丹妍

当你在吃菠萝的时候，你可能不知道，菠萝呈螺旋形的外壳竟然和一个神奇的数列有关。

不仅菠萝，很多植物的花瓣、叶子、花蕊、种子的数目都与一个数列有关。像梅花是5片花瓣，李树也是5片花瓣，鸢尾花是3片花瓣，许多翠雀属植物的花瓣是8片，万寿菊的花瓣有13片。这些数字如果排列起来，就是3、5、8、13……

你发现了什么规律吗？那就是这些数字的前两个之和等于第三个，这就是斐波那契数列。它是中世纪的意大利数学家斐波那契提出的。最初的问题是：假设兔子的生殖规律是每一对兔子出生两个月后就具有生殖能力，每对成年兔子每个月可以生一对兔子。那么由一对兔子开始，一年后可以繁殖出多少对兔子？由此他得出一个数列：1，2，3，5，8，13，21，34……这就是著名的斐波那契数列。

为什么植物遵循这个数列？我们知道植物是从种子和嫩芽生长起来的。如果用显微镜观察，叶子、萼片、花瓣、小花等的顶端，其中央有一个圆形的组织叫“尖点”。而在尖点的周围，有一个接一个的微小隆起，这些隆起称为“原基”。每个原基都希望它所生长的花、蕊或叶片以后能够获得最大的生长空间。因此，原基与原基之间就需要隔开一定空间以保证将来长出的叶片或花瓣能有效生长。

科学家发现一个规律，就是当两个相继出现的原基以137.5°的发散角生长时，将来它们的后代就会充分吸收阳光和雨露。137.5°在数学上被称为黄金角。所谓黄金角，即一个圆被分成的两个圆弧的长度比例正好是黄金比例，那么较小圆弧所对应的角就叫黄金角。在斐波那契数列中，前后两个数的比也是接近黄金比例的。

可这依然解释不了植物为什么会知道这样的生长模式。直到20世纪初，两位科学家做了一个实验：他们让可磁化的液体以规则的时间间隔一滴一滴落入碟的中央，液滴被磁化后相互排斥，逐渐向边缘排斥。

最终，他们看到了这样一幕：液滴形成了一个如同向日葵花盘中的那种交叉的螺线。所以，植物最终长出斐波那契数列的螺线和基因没有关系。植物完全根据自身的需要努力生长，最终就会变成这样。

这也解释了为什么有的植物没有遵循这一规律，因为在植物原基生长过程中会出现一些特例，比如受天气或其他什么影响，最终它们就形成不了斐波那契数列。

植物与数学的相遇，真是妙不可言。

余娟选自《奥秘》endprint