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      植物的幾何之美,驚艷!

      作者:珠海灃禾園林有限公司 瀏覽: 發表時間:2020-09-21 16:10:37

      幾何,一個精妙的概念,蘊含著數學之美,揭示著世界的本質。一切與幾何有關的事物總是充滿了神秘的生命力,從簡單的線條中衍生出變幻無窮的圖案。






      在自然界中,植物也正在以有序的“數學語言”來詮釋它們的神秘魅力。不僅是因為顏色好看,它們在花紋排列上也極具數學美感——天然生成的三角形、圓形、卵形及其它各類幾何圖形。這種來自大自然紛繁而復雜的圖案,奇異而令人震驚。


      斐波那契數列


      有些植物的花瓣、萼片、果實的數目以及其他方面的特征,都非常吻合于一個奇特的數列——斐波那契數列:1、2、3、5、8、13、21、34、55、89……其中,從3開始,每一個數字都是前二項之和。


      ▲傳說中的黃金分割數φ,1.61803398


      自然界中這個數列經常會出現,比如松果、鳳梨、樹葉的排列及梅花、長春花、蘋果花、百合、鳶尾和鴨跖草等花朵的花瓣數,典型的有向日葵花瓣。


      ▲松塔的螺線:右旋8,左旋13。 

            







      ▲3個花瓣:鳶尾(左)與百合(右)



      ▲5個花瓣:長春花(左)與雞蛋花(右)


      仔細觀察向日葵花盤,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,并且彼此相嵌。且花瓣往往不會超出34和55、55和89或者89和144這三組數字,每組數字都是斐波那契數列中相鄰的兩個數。




      ▲向日葵花序的螺線:右旋34,左旋55。


      生命螺旋線


      科學家在對三葉草、垂柳、睡蓮、常青藤等植物進行了認真觀察和研究之后,發現植物之所以擁有優美的造型,在于它們和特定的“曲線方程”有著密切的關系。



      其中,用來描繪花葉外孢輪廓的曲線被稱作“玫瑰形線”,植物的螺旋狀纏繞莖則被取名為“生命螺旋線”。






      ▲五味子的藤蔓按順時針方向左旋纏繞生長。

      ▲牽?;ǖ奶侔茨鏁r針方向右旋盤旋而上。


      茉莉花瓣曲線


      笛卡兒是法國17世紀著名的數學家,以創立坐標法而享有盛譽。他在研究了一簇花瓣和葉子的曲線特征之后,列出了x^3+y^3-3axy=0的曲線方程,準確形象地揭示了植物葉子和花朵的形態所包含的數學規律。



      這個曲線方程取名為“笛卡兒葉線”或“葉形線”,又稱作“茉莉花瓣曲線”。如果將參數a的值加以變換,便可描繪出不同葉子或者花瓣的外形圖。


      植物中的137.5°


      科學家通過觀察驚奇地發現,植物的莖葉和果實幾乎都是按照137.5°的模式排列的。這樣植物的莖葉和果實就可以占有最大的空間,以獲取最多的陽光,承接最多的雨水,也最有利于植物的生長。



      如常見的車前草,它們的相鄰兩片葉之間的弧度大小非常接近,都為137.5°。




      1979年,也有英國科學家沃格爾用計算機模擬向日葵果實的排列方法,結果發現只有當發散角等于137.5°時,花盤上的果實才呈現彼此緊密鑲合、沒有縫隙的兩組反向螺旋線。



      經科學家實驗證明,植物之所以會按照“黃金角”——137.5°排列它們的葉子或果實,是地球磁力場對植物長期影響而造成的。





      ▲圣家族大教堂 / 安東尼奧·高迪


      植物的這一靈性也被應用到建筑上,建筑設計師們參照車前草葉片137.5°排列的模式,設計出新穎的“黃金角“大樓,以求每個房間有最佳采光、最佳通風、最佳明亮的良好效果。


      現在我們一起來感受一下這種令人驚艷的幾何之美吧!


       植物中的幾何之美  

      The beauty of geometry in plants


      曲線葉植物:


      菊花


      圓形葉植物:


      銅錢草


      菱形葉植物:


      丁香蓼


      寶塔形植物:

      紫牡丹


      冰燈玉露

      方塔


      放射狀植物:


      毛氈苔




      螺旋蘆薈






      寶塔花菜






      大麗菊





      更多植物幾何之美 . . .
















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