形态各异的海螺是遵循什么数学规则而形成的?
前几天看了一篇《环球科学》的文章《只知道斐波那契数列?为了好看,这些贝壳把自己逼成了数学家》,写的不错,通俗易懂,然而总感觉不自然,过于牵强附会。
文中说贝壳生成需要遵循三个数学基本法则:扩张、旋转和扭转。这是物理方法好吧?咱文化浅但也分得清物理与数学的区别好吧!外国人为了赚经费连脸面都不要了!
不过,这篇文章也引起我的思考:形态各异的海螺到底是遵循什么数学规律而形成的呢?
尽管螺形状各式各样、千奇百怪,螺都是最先由一个很小很细的空心圆锥慢慢扩张、旋转、扭转而形成的螺旋体,该螺旋体一直是增量扩张,螺口最大。
螺的另一特征是都有棘,各式各样、形形色色的棘也成为各种螺的明显区别。棘一般相对于它们海螺壳口方向垂直地向外伸出,它们既具有装饰作用更具有防御作用。由螺尖处的细小凸点,随着海螺渐渐变大变粗,棘也慢慢的变粗变长,变成突出螺面几厘米的凸出,同时也在变稀疏,非常有规律。
看着扭转的海螺以及其壳上规律生长的棘,总有一种似曾相识的感觉:棘的分布这么有规律,像什么呢?
把螺口扣在桌上,其壳上规律分布的棘像什么呢?不就是一棵小树吗?
仔细想想,海螺不就是一棵反向生长的小树吗?海螺靠外套膜分泌碳酸钙形成壳体,碳酸钙一旦硬化就不能再生长,而海螺需要的是壳内的空间,海螺要长大只能靠增量扩张,结果长成了头顶尖尖屁股大。而树木的生长层就在树皮下面,而在木质纤维的外部,新生成的细胞硬化成纤维与原来的纤维成为一体,生长层则继续向外生长,所以树木每年都在原来的基础上长粗长高,最后形成下粗上细的塔型。它们由于材质的不同或者说需要不同而长成了相反的形状,但是生长方式是一样的,尤其树枝的错落分布与海螺棘的规律生长何其相似!这说明两种生物,一种植物,一种动物,它们的生长都遵循了同一个规则!
是什么规则呢?让我们来看看伟大的数学吧。
我们都知道上世纪九十年代产生了一个数学游戏:奇偶归
前几天看了一篇《环球科学》的文章《只知道斐波那契数列?为了好看,这些贝壳把自己逼成了数学家》,写的不错,通俗易懂,然而总感觉不自然,过于牵强附会。
文中说贝壳生成需要遵循三个数学基本法则:扩张、旋转和扭转。这是物理方法好吧?咱文化浅但也分得清物理与数学的区别好吧!外国人为了赚经费连脸面都不要了!
不过,这篇文章也引起我的思考:形态各异的海螺到底是遵循什么数学规律而形成的呢?
尽管螺形状各式各样、千奇百怪,螺都是最先由一个很小很细的空心圆锥慢慢扩张、旋转、扭转而形成的螺旋体,该螺旋体一直是增量扩张,螺口最大。
螺的另一特征是都有棘,各式各样、形形色色的棘也成为各种螺的明显区别。棘一般相对于它们海螺壳口方向垂直地向外伸出,它们既具有装饰作用更具有防御作用。由螺尖处的细小凸点,随着海螺渐渐变大变粗,棘也慢慢的变粗变长,变成突出螺面几厘米的凸出,同时也在变稀疏,非常有规律。
看着扭转的海螺以及其壳上规律生长的棘,总有一种似曾相识的感觉:棘的分布这么有规律,像什么呢?
把螺口扣在桌上,其壳上规律分布的棘像什么呢?不就是一棵小树吗?
仔细想想,海螺不就是一棵反向生长的小树吗?海螺靠外套膜分泌碳酸钙形成壳体,碳酸钙一旦硬化就不能再生长,而海螺需要的是壳内的空间,海螺要长大只能靠增量扩张,结果长成了头顶尖尖屁股大。而树木的生长层就在树皮下面,而在木质纤维的外部,新生成的细胞硬化成纤维与原来的纤维成为一体,生长层则继续向外生长,所以树木每年都在原来的基础上长粗长高,最后形成下粗上细的塔型。它们由于材质的不同或者说需要不同而长成了相反的形状,但是生长方式是一样的,尤其树枝的错落分布与海螺棘的规律生长何其相似!这说明两种生物,一种植物,一种动物,它们的生长都遵循了同一个规则!
是什么规则呢?让我们来看看伟大的数学吧。
我们都知道上世纪九十年代产生了一个数学游戏:奇偶归
