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植物的几何之美!

发布于:2022-08-04 16:19:04 来自:园林景观/生态园林 [复制转发]

几何,一个精妙的概念,

蕴含着数学之美,揭示着世界的本质。
一切与几何有关的事物总是充满了神秘的生命力,
从简单的线条中衍生出变幻无穷的图案。

   

在自然界中,
植物也正在以有序的“数学语言”
来诠释它们的神秘魅力。
不仅是因为颜色好看,
它们在花纹排列上也极具数学美感
天然生成的三角形、圆形、卵形及其它各类几何图形。
这种来自大自然纷繁而复杂的图案,
奇异而令人震惊。

斐波那契数列


有些植物的花瓣、萼片、果实的数目
以及其他方面的特征,
都非常吻合于一个奇特的数列——斐波那契数列:1、2、3、5、8、13、21、34、55、89……其中,从3开始,每一个数字都是前二项之和。


   

▲传说中的黄金分割数φ,1.61803398

     


自然界中这个数列经常会出现,
比如松果、凤梨、树叶的排列及梅花、
长春花、苹果花、百合、鸢尾和鸭跖草等花朵的花瓣数,
典型的有向日葵花瓣。


   

▲松塔的螺线:右旋8,左旋13。


     

▲3个花瓣:鸢尾(左)与百合(右)

▲5个花瓣:长春花(左)与鸡蛋花(右)


仔细观察向日葵花盘,两组螺旋线,
一组顺时针方向盘绕,
另一组则逆时针方向盘绕,并且彼此相嵌。
且花瓣往往不会超出34和55、
55和89或者89和144这三组数字,
每组数字都是斐波那契数列中相邻的两个数。

   
     

▲向日葵花序的螺线:右旋34,左旋55。


生命螺旋线


科学家在对三叶草、垂柳、睡莲、常青藤等
植物进行了认真观察和研究之后,
发现植物之所以拥有优美的造型,
在于它们和特定的“曲线方程”有着密切的关系。


                 

其中,
用来描绘花叶外孢轮廓的曲线被称作“玫瑰形线”,
植物的螺旋状缠绕茎则被取名为“生命螺旋线”。

   
   

▲五味子的藤蔓按顺时针方向左旋缠绕生长。

   

▲牵牛花的藤按逆时针方向右旋盘旋而上。


茉莉花瓣曲线


笛卡儿是法国17世纪著名的数学家,
以创立坐标法而享有盛誉。
他在研究了一簇花瓣和叶子的曲线特征之后,
列出了x^3+y^3-3axy=0的曲线方程,
准确形象地揭示了植物叶子和花朵的形态所包含的数学规律。


   


这个曲线方程取名为“笛卡儿叶线”或“叶形线”,
又称作“茉莉花瓣曲线”。
如果将参数a的值加以变换,
便可描绘出不同叶子或者花瓣的外形图。


植物中的137.5°


科学家通过观察惊奇地发现,
植物的茎叶和果实几乎都是按照137.5°的模式排列的。
这样植物的茎叶和果实就可以占有最大的空间,
以获取最多的阳光,
承接最多的雨水,也最有利于植物的生长。


   


如常见的车前草,
它们的相邻两片叶之间的弧度大小非常接近,
都为137.5°。


   
   


1979年,
也有英国科学家沃格尔用计算机模拟向日葵果实的排列方法,
结果发现只有当发散角等于137.5°时,
花盘上的果实才呈现彼此紧密镶合、
没有缝隙的两组反向螺旋线。


   


经科学家实验证明,
植物之所以会按照“黄金角”——137.5°排列它们的叶子或果实,
是地球磁力场对植物长期影响而造成的。


   
   

▲圣家族大教堂 / 安东尼奥·高迪


植物的这一灵性也被应用到建筑上,
建筑设计师们参照车前草叶片137.5°排列的模式,
设计出新颖的“黄金角“大楼,
以求每个房间有最佳采光、最佳通风、最佳明亮的良好效果。


现在我们一起来感受一下这种令人惊艳的几何之美吧!


 植物中的几何之美  

The beauty of geometry in plants


曲线叶植物:


菊花

   


圆形叶植物:


铜钱草

   


菱形叶植物:


丁香蓼

     


宝塔形植物:

紫牡丹

     

   

冰灯玉露

   

方塔

   

放射状植物:


毛毡苔

   
   


螺旋芦荟

   
   


宝塔花菜

   
   


大丽菊

   


球兰

   


亚马逊睡莲

   


更多植物几何之美 . . .


     
     
   
   
     
   
   
   
   
   
     
   


 

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  • 和平卫士
    和平卫士 沙发

    天然生成的三角形、圆形、卵形各类几何图形,  来自大自然纷繁而复杂的图案.,奇异而令人震惊

    2022-08-05 08:50:05

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这个家伙什么也没有留下。。。

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