难道植物也懂数学

植物与数学，在一般人看来，是风马牛不相及的两回事，殊不知它们之间有着密切的关系。科学家们发现，千姿百态的植物的外形轮廓并非杂乱无章随心所欲地生长，而是遵循着一定的数学规律。

早在很久以前，就有人发现某些封闭曲线与植物的叶和花的形状非常相似。后来，创立坐标法的数学家笛卡尔，曾经用坐标法研究了一簇花瓣和叶形曲线，发现它们与植物有很大关系，因此这簇曲线获得了一个富有诗意的名称，叫“茉莉花瓣”。现代数学称之为“笛卡尔叶线”。

人们还发现，植物叶子的布局也不是杂乱无章的，如果从一些植物嫩枝的顶端往下仔细观察，叶子的排列是螺旋线；而且叶子在螺旋线上的距离，准确符合数学中的“黄金分割律”。如梨树不断抽出新枝，随着茎的生长，叶片沿螺旋上升，每片叶子能占据不被上面叶片遮蔽的空间。向日葵花盘上的瓜子排列得井然有序，也是按螺旋线排列的。

另外，植物的茎及叶柄的横切面，果实和叶脉结构等也不是随意生就的，它们的几何形状，具有很大的数学意义。研究人员发现，甜菜的叶簇由平摊形转变为满斗状，即上部的大部分叶片是垂直着生长的，越到下部越接近水平状态，这种生长形式形成的叶面空间配置结构极有利于吸收阳光，提高植株和群体光合效率；而车前草的叶片是轮生的，其叶片的夹角为１３７５度，叶片按这种角度生长，就能很好地相嵌，不在空间上重叠遮光；被称为“高山活化石”的云杉，长成上细下粗的圆锥形，有利于抵御狂风的袭击。

研究植物组织结构的科学工作者还发现，许多草本植物的茎，其机械组织层的厚度常近似于茎的直径的１／７，这种圆柱形的茎，以耗费最少的生物材料而获得最大的坚固性。玉米的果穗多生于茎的中下部，符合黄金分割的比例，有利于抗倒伏。

植物的这些数学奇迹并不是偶然的巧合，而是在亿万年的长期进化过程中选择的适应自身生长的最佳方案。科学家们揭示它的规律，并据此建立数学模型，在生产中用于预测和控制农作物群体结构，造福于人类。