紅木樹(shù)——數(shù)學(xué)與自然

自然總是讓人大吃一驚，若我們仔細(xì)看看自然界的各個(gè)領(lǐng)域，便會(huì)得出這樣的結(jié)論：自然似乎懂得數(shù)學(xué)！

那高高的海岸紅木，那巨大的加利福尼亞美洲杉，都是地球上活在世上最古老的東西. 在它上面我們能夠發(fā)現(xiàn)一些諸如同心圓、同心圓柱、平行線、概率、螺線以及比等數(shù)學(xué)概念.

●同心圓、圓柱體和平行線——

在舊金山以北幾英里的繆爾樹(shù)木名勝古跡區(qū)，人們可以發(fā)現(xiàn)一叢巨大的紅木樹(shù). 在繆爾樹(shù)木陳列室里有一個(gè)古代樹(shù)的橫斷面. 沿著斷面上的同心環(huán)，有著許多歷史資料的記錄. 在這些記錄中，有基督的生日、諾爾曼人的征服，哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸等年份的標(biāo)記.

一棵樹(shù)的水平斷面顯示出同心圓的形式. 正常每年生成一個(gè)圓環(huán)，環(huán)的寬度則依賴于氣候的變化，干旱的季節(jié)所生的環(huán)窄些. 除了用這些環(huán)確定樹(shù)的大致年齡外，這些環(huán)還揭示了影響它生長(zhǎng)的氣候和自然現(xiàn)象的信息. 科學(xué)家們能夠用這些環(huán)來(lái)證實(shí)諸如干旱、火災(zāi)、洪水和饑荒等假說(shuō).

當(dāng)觀察樹(shù)的整段長(zhǎng)度時(shí)，這些同心圓表現(xiàn)為同心圓柱. 這些圓柱的縱斷面是一系列平行線. 靠中心的平行線是樹(shù)的心材（死細(xì)胞）. 接下來(lái)是白木質(zhì)的平行線，它為樹(shù)木上下輸送養(yǎng)料. 隨著樹(shù)的生長(zhǎng)，白木質(zhì)圓柱層逐漸變?yōu)闃?shù)的心材. 在樹(shù)皮與白木質(zhì)之間有一個(gè)單細(xì)胞的圓柱層，稱為形成層，新的細(xì)胞正是由形成層制造并變?yōu)闃?shù)皮和白木質(zhì).

●概率——

不同樹(shù)種之間種子的大小和數(shù)量有著很大的差異，例如，七葉樹(shù)的種子每磅只有27個(gè)，而相比之下紅木樹(shù)種子每磅卻多達(dá)12000個(gè). 紅木樹(shù)的球果長(zhǎng)度在■英寸到1英寸之間，其中帶有80到130個(gè)種子. 這些種子能夠在15年之內(nèi)發(fā)芽、生長(zhǎng). 事實(shí)上，一棵巨大的紅木樹(shù)每年產(chǎn)生幾百萬(wàn)顆種子，通過(guò)種子的數(shù)量對(duì)種子的發(fā)芽率予以補(bǔ)償. 在逆境下，許許多多小小的種子會(huì)增加紅木樹(shù)萌芽的機(jī)會(huì). 而種子發(fā)芽后說(shuō)不定幾千個(gè)中也只有一株有望長(zhǎng)成大樹(shù).

●螺線——

看一看紅木樹(shù)的樹(shù)皮，人們注意到在它的生長(zhǎng)圖案中有一些輕微的旋動(dòng). 這是一個(gè)在增大的螺線. 它是由于地球的自轉(zhuǎn)以及稠密森林中微弱陽(yáng)光對(duì)紅木樹(shù)生長(zhǎng)方式的影響造成的.

●比——

有一個(gè)令人驚異的根系支撐著這些高大挺拔的巨樹(shù). 這些根系主要由淺根（4～6英尺深）構(gòu)成. 支撐巨大紅木樹(shù)的是側(cè)向向外的支根. 根系與樹(shù)高的比通常在■與■之間. 例如，樹(shù)高為300英尺，則它根系的側(cè)根從樹(shù)干的底部算起大約要有100～200英尺，才能為大樹(shù)提供一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！

摘編自《數(shù)學(xué)愛(ài)好者》