斐波那契数列在自然界中是如何表达的？

宇宙中有魔法方程式吗？一系列的数字能解开最复杂的有机特征或破译《迷失》的情节吗？也许不是。然而，由于中世纪人对兔子的痴迷，我们有一系列反映自然界中各种模式的数字。

1202年，意大利数学家莱昂纳多·皮萨诺(也叫斐波那契，意思是“波拿契的儿子”)思考了这个问题:在最佳条件下，一对兔子一年能繁殖多少对？这个理论实验规定母兔子总是生下一对小兔子，每对由一只公兔子和一只母兔子组成。

想想看——两只新生的兔子被放在一个有栅栏的院子里，允许它们像普通兔子一样繁殖。兔子至少只能繁殖一个月，所以第一个月只有一对兔子。第二个月末，母兔生了两只兔子。当第三个月到来时，原来的一对兔子又生了一对新生婴儿，它们的早期后代已经成年了。这时，剩下了三对兔子，其中两只将在下个月繁殖两对兔子。

顺序如下:1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，144和无穷大。这个系列从第3项开始，每一项都等于前两项的总和。这一系列的数字被称为斐波纳契数列。随着系列中项目数量的增加，第一个项目与后一个项目的比率越来越接近黄金分割值0.618039887.....

乍一看，斐波那契的实验似乎对现实世界中的养兔毫无帮助。但是这个系列经常出现在自然中——这个事实已经引起科学家们几个世纪的兴趣。

你想看看这些迷人的数字在自然界是如何表达的吗？没有必要去当地的宠物店。你要做的就是仔细看看你周围。

自然界中的黄金比例

黄金比率用螺旋表示。在上图中，壳的生长区域以正方形绘制。如果两个最小的正方形的宽度是1，那么它们的左框架的宽度是2。其他框架的宽度为3、5、8和13。

资料来源:ISTOCKPHOTO.COM/JANNE阿沃

斐波那契数在自然界中经常出现，这足以证明它们反映了一些自然发生的模式。你通常可以通过研究各种植物的生长模式找到它。以下是一些例子:

穗状植物、松果、水果和蔬菜:看看向日葵*的种子排列，你会发现它包含一个螺旋模式，导致它左右弯曲。令人惊讶的是，如果你计算这些螺旋，总数将是一个斐波那契数。将螺旋分成左右两部分，你会得到两个连续的斐波那契数。你可以破译松果、菠萝和西兰花的螺旋图案，它们都反映了斐波那契数列。

花和枝:一些植物在生长点表达斐波那契数列，在那里枝形成或分裂。当一个分枝生长时，它产生分枝和两个生长点。接下来，主分支生成另一个分支，从而生成三个增长点。然后主干和第一个分支产生两个增长点，使总数达到五个。这个模型继续遵循斐波那契数。此外，如果你数一朵花的花瓣数，你通常会发现花瓣总数是斐波那契数列中的一个数。例如，百合和鸢尾有三片花瓣，金凤花和野玫瑰有五片花瓣，翠雀有八片花瓣，等等。

看看这个罗马花椰菜！它的螺旋遵循斐波那契数列。资料来源:ISTOCKPHOTO.COM/ALEKSANDAR，科隆齐加

蜜蜂:蜜蜂由蜂王、一些雄蜂和大量工蜂组成。雌蜂(蜂王和工蜂)有双亲，雄蜂和蜂王。另一方面，雄峰从未受精的卵中孵化出来。这意味着他们只有一个母亲。因此，斐波那契数可以代表熊峰的家谱，因为它有一个父母，两个祖父母，三个曾祖父母等等。

人体:好好看看镜子里的自己，你会发现你身体的大部分部位都遵循数字1、2、3和5。你有一个鼻子，两只眼睛，每个肢体有三个部分，每只手有五个手指。人体的比例和测量值也可以根据黄金比例来划分。DNA分子也遵循这一序列。在双螺旋结构的每个完整周期中，长度为34埃，宽度为21埃。

为什么这么多自然模型反映了斐波那契数列？几个世纪以来，科学家们一直在思考这个问题。在某些情况下，这种联系可能只是巧合。在其他情况下，这一比率的存在是因为这一特定的增长模式已逐渐被证明是最有效的增长模式。在植物中，这可能意味着最大的暴露在光下的叶子面积或最大的种子排列。

蝌蚪工作人员从howstuffworks编译，翻译李同信，转载必须授权。