你家的植物美出『黃金分割』的高度了嗎

景致園林景觀 發佈 2020-02-03T09:21:07+00:00

你研究或者不研究,美就在那裡,不偏不移;你發現或者不發現,黃金分割就在那裡,不多不少。掀開植物世界黃金分割的面紗0.618或者1.618,這個數字是否覺得似曾相識。


你研究或者不研究,美就在那裡,不偏不移;你發現或者不發現,黃金分割就在那裡,不多不少。

掀開植物世界黃金分割的面紗

0.618或者1.618,這個數字是否覺得似曾相識。這其實是一個數學比例關係(說到數學,不要先著急暈哦,知道咱們做設計得對計算都不敏感,呵呵),即把一條線段分為兩部分,此時短段與長段之比恰恰等於長段與整條線之比,其數值比為1:1.618或0.618:1。



這就是黃金分割律,由公元前六世紀古希臘數學家畢達哥拉斯所發現,後來古希臘美學家柏拉圖將此稱為黃金分割。黃金分割在未發現之前,在客觀世界中就存在的,只是當人們揭示了這一奧秘之後,才對它有了明確的認識。當人們根據這個法則再來觀察自然界時,就驚奇的發現原來在自然界的許多優美的事物中的能看到它,如植物的葉片、花朵,雪花,五角星……許多動物、昆蟲的身體結構中,特別是人體中更是有著豐富的黃金比關係。



植物葉子中黃金分割



植物是生物界中的一大類。 一般有葉綠素,沒有神經,沒有感覺。地球史上最早出現的植物屬於菌類和藻類,其後綠藻擺脫了水域環境的束縛,首次登陸大地,進化為蕨類植物 ,為大地添上綠裝。而後裸子植物開始興起,進化出花粉管,並完全擺脫對水的依賴,形成茂密的森林。接著被子植物開始出現並代替了裸子植物,形成今天的被子植物時代。



植物的枝條、葉子和花瓣有相同的起源,都是從莖尖的分生組織依次出芽、分化而來的。新芽生長的方向與前面一個芽的方向不同,旋轉了一個固定的角度。如果要充分地利用生長空間,新芽的生長方向應該與舊芽離得儘可能的遠。那麼這個最佳角度是多少呢?



枝葉的生長方向


植物的芽可以有最多的生長 方向,占有儘可能多的空間。對葉子來說,意味著儘可能多地獲取陽光進行光合作用,或承接儘可能多的雨水灌溉根部;對花來說,意味著儘可能地展示自己吸引昆 蟲來傳粉;而對種子來說,則意味著儘可能密集地排列起來。這一切,對植物的生長、繁殖都是大有好處的。



我們可以把這個角度寫成 360°×n,其中0<n<1,由於左右各有一個角度是一樣的(只是旋轉的方向不同),例如n=0.4和n=0.6實際上結果相同,因此我們只需考慮 0.5≤n<1的情況。如果新芽要與前一個舊芽離得儘量遠,應長到其對側,即n=0.5=1/2,但是這樣的話第2個新芽與舊芽同方向,第3個新芽與第1 個新芽同方向……也就是說,僅繞1周就出現了重疊,而且總共只有兩個生長方向,中間的空間都浪費了。如果n=0.6=3/5呢?繞3周就出現重疊,而且總 共也只有5個方向。事實上,如果n是個真分數p/q,則意味著繞p周就出現重疊,共有q個生長方向。



顯然,如果n是沒法用分數 表示的無理數,就會「有理」得多。選什麼樣的無理數呢?圓周率π、自然常數e和√2都不是很好的選擇,因為它們的小數部分分別與1/7,5/7和2/5非 常接近,也就是分別繞1,5和2周就出現重疊,分別總共只有7,7和5個方向。所以結論是,越是無理的無理數越好。最無理的無理數,就是黃金數 φ≈1.618。也就是說,n的最佳值≈0.618,即新芽的最佳旋轉角度大約是360°×0.618≈222.5°或137.5°。



生活中能見到的植物常常有 一種特殊的美感,比如說向日葵的花盤,菠蘿的外表皮以及楓葉的葉脈和葉子寬度的比例。仔細觀察就會發現其中處處蘊涵著一種特殊的關係,那就是黃金比例。葵 花籽在向日葵的花盤上呈相反的弧線狀排列。仔細觀察,我們可以找到一些曲線,通常順時針旋轉的有89條,而逆時針方向的則有55條。也有的向日葵是 55,34或者144,89的組合,這是由花盤的大小決定的。如果我們把每一組的比值進行比較,就會發現他們越來越接近1.618,大自然的鬼斧神工處處 都留下了黃金分割的痕跡。



在植物中,像牡丹、月季、 荷花、菊花等觀賞性花卉含苞欲放時,起花蕾呈直的橢圓形,且長短軸的比例大致接近於黃金分割。在有些植物的莖上,兩張相鄰的葉片的夾角是137°28′, 這恰好是把圓周分成1:0.618的兩條半徑的夾角。據研究發現:這種角度對植物通風和採光效果最佳。螺旋形松果的排列與上類似。葵花籽在花盤上呈相反的 弧線狀排列,相鄰兩圈之間的直徑之比就是黃金數φ≈1.618。向日葵花有89個花辮,55個朝一方,34個朝向另一方。



又如花菜。如果你拿一顆花 菜認真研究一下,會發現花菜上的小花排列也形成了兩組螺旋線,再數數螺旋線的數目,兩組數字之比是不是也是黃金分割,例如順時針5條,逆時針8條。掰下一 朵小花下來再仔細觀察,它實際上是由更小的小花組成的,而且也排列成了兩條螺旋線,其數目之比也是黃金分割。在植物中還有更多的黃金比例,這等待著我們的 發現。



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