自然世界中的數(shù)學(xué)家

萬雪飛

數(shù)學(xué)是人類創(chuàng)造的一個學(xué)科。如果有人對你說，有許多動物和植物也精通數(shù)學(xué)，你一定會感到很奇怪。事實(shí)上，自然世界中確實(shí)有許多奇妙的數(shù)學(xué)家！

天才的數(shù)學(xué)家兼設(shè)計師——蜜蜂

蜂巢是蜜蜂的家園，也是存放蜂蜜和花粉的儲藏室。

蜜蜂是群居動物，成千上萬只蜜蜂想要居住在同一棟“樓”里，就要想辦法讓這棟“樓”的居住面積變得更大。

我們可是天生的數(shù)學(xué)家，連達(dá)爾文都說“蜂巢是自然界最令人驚訝的神奇建筑”！

聰明的蜜蜂發(fā)揮了超凡的數(shù)學(xué)能力，用每一個都差不多大的正六邊形蜂房，組合成縝密牢固的蜂巢。蜂房的一端是平整的六邊形開口，另一端則是封閉的六角棱錐體的底，由三個相同的菱形面組成。

18世紀(jì)初，法國學(xué)者馬拉爾奇曾經(jīng)測量了大量的蜂巢尺寸，令他感到十分驚訝的是，蜂房底部菱形的鈍角都是109度28分，所有的銳角為70度32分。

后來經(jīng)過科學(xué)家研究，蜂巢這種正六邊形的建筑結(jié)構(gòu)，是密合度最高、所需材料最少、空間最大的設(shè)計;致密的結(jié)構(gòu)，受力大小的均等，也讓蜂巢能夠承受較大的沖擊力。

后來人們把這種結(jié)構(gòu)稱為“蜂窩結(jié)構(gòu)”，并將它應(yīng)用在飛機(jī)的羽翼、人造衛(wèi)星的機(jī)壁和很多建筑中。

數(shù)學(xué)計算高手——螞蟻

別看螞蟻毫不起眼，它們的計算本領(lǐng)卻十分高超。英國科學(xué)家亨斯頓做過一個有趣的實(shí)驗(yàn)。他把一只死蝗蟲切成三塊，第二塊比第一塊大一倍，第三塊比第二塊大一倍。在蟻群發(fā)現(xiàn)這三塊食物40分鐘后，聚集在最小一塊蝗蟲處的螞蟻有28只，第二塊有44只，第三塊有89只，后一組螞蟻的數(shù)量差不多都是前一組的一倍。螞蟻的計算本領(lǐng)如此精確，令人稱奇！

“黃金分割”大師——向日葵

觀察1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144……你有什么發(fā)現(xiàn)嗎？13世紀(jì)，意大利數(shù)學(xué)家斐波那契發(fā)現(xiàn)，從第三個數(shù)字起，每個數(shù)字都等于前兩個數(shù)加起來的和，這就是著名的“斐波那契數(shù)列”，又稱“黃金分割數(shù)列”。

仔細(xì)觀察向日葵，花盤上有兩組螺旋線，一組順時針方向盤繞，另一組則逆時針方向盤繞，并且彼此相連。向日葵種子排列的螺旋線數(shù)量，共分為34和55、55和89、89和144三種情況。這每組數(shù)字正是斐波那契數(shù)列中相鄰的兩個數(shù)。

為什么出現(xiàn)這種情況呢？研究發(fā)現(xiàn)，向日葵在生長過程中，只有選擇這種數(shù)學(xué)模式，花盤上種子的分布才最為有效，花盤才最堅固壯實(shí)，產(chǎn)生后代的概率也最高！

菊花的花瓣數(shù)、松果身上的螺線和很多植物的葉片也是按照這種方式生長的喲，同學(xué)們可以研究一下！