水果都是數學家

南木

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與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，比如葵花籽、松子等。吃貨們可能不知道，你們吃的不僅僅是食物，還蘊含一連串高深莫測的數列。

有科學家發(fā)現，很多植物的花瓣、葉子、花蕊的數目都與一個數列有關。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，紫菀屬的植物花瓣有21片，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(fā)現了什么規(guī)律嗎？那就是這些數字的前兩個之和等于第三個，這就是斐波那契數列。

其實不僅花瓣遵循這個規(guī)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，向日葵的花瓣數一般是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——最終會變成葵花籽。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，就會發(fā)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”和松果的外表也都遵循這一規(guī)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(guī)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。

植物是從種子和嫩芽生長起來的。如果用顯微鏡觀察，葉子、萼片、花瓣、小花等的頂端，其中央有一個圓形的組織叫“尖點”，而在尖點的周圍，有一個接一個的微小隆起，這些隆起稱為“原基”。最后，這些隆起的原基就長成葉子、花瓣、萼片等。每個原基都希望它所生長的花蕊或葉片以后能夠獲得最大的生長空間。例如，葉片希望得到充足的陽光，根部則希望得到充足的水分，花瓣或花蕊則希望能有充分的空間展示自己以吸引昆蟲來傳粉。因此，原基與原基之間就需要隔開一定空間，以保證將來長出的葉片或花瓣能有效生長。但因為不斷有新的原基產生，原來的原基就會被不斷往外擠，那么怎么排列才能使得將來的葉片和花瓣都能有效伸展自己呢？

科學家發(fā)現一條規(guī)律，就是當兩個相繼（先后）出現的原基以137.5°的發(fā)散角生長時，將來它們的后代就會充分吸收陽光和雨露。137.5°在數學上被稱為黃金角。所謂黃金角，即一個圓被分成的兩個圓弧的長度比例正好是黃金比例，那么較小圓弧所對應的角就叫黃金角。黃金比例約等于0.618，在生活中常常被提到，特別是美學和建筑學。

仔細觀察一下，在斐波那契數列中，前后兩個數的比也是接近黃金比例的，而且數字越大，其比例越接近黃金比例。因為這層關系，所以以黃金角生長的植物就出現了斐波那契數列。