科學家為了力求闡釋和理解事物是如何形成的，就去尋找能被測量和 分類的模式和相似性質。這是數學之所以被用來解釋自然現象的原因。
面對著異彩紛呈的自然界，我們中的大多數人並未注意到要用大量的計算和數學工作去解釋某些對自然界來說是很平常的事物。
其實在自然界，植物的生長常常呈現出某種數學規律。 經科學家研究發現，向日葵種子的排列方式就是一種典型的數學模式。 仔細觀察向日葵花盤，你就會發現兩組螺旋線，一組順時針方向盤旋，另一組則逆時針方向盤旋，並且彼此相嵌。雖然在不同的向日葵品種中，種子順、逆時針方向和螺旋線的數量有所不同，但都不會超出34和55、55和89、89和144這三組數字。
植物學家發現，在自然界中，這兩種螺旋結構只會以某些“神奇”的組合同時出現。比如，21個順時針，34個逆時針；或34個順時針，55個逆時針。有趣的是，這些數字屬於一個特定的數列“斐波那契數列”，即1、2、3、5、8、13、21、34等，每個數都是前面兩數之和。
不僅葵花子粒子的排列，還有雛菊、梨樹抽出的新枝，以及松果、薔薇花、薊葉等都遵循著這一自然法則。 如果你仔細地觀察一下雛菊，你會發現雛菊小菊花花盤的蝸形排列中，也有類似的數學模式，只不過數字略小一些，向右轉的有21條，向左轉的有34條。雛菊花冠排列的螺旋花序中，小花互以137度30分的夾角排列，這個精巧的角度可以確保雛菊莖稈上每一枚花瓣都能接受最大量的陽光照射。
仙人掌的結構中也有斐波那契數列的特徵。研究人員分析了仙人掌的形狀、葉片厚度和一系列控制仙人掌情況的各種因素，發現仙人掌的斐波那契數列結構特徵能讓仙人掌最大限度地減少能量消耗 ，適應其在乾旱沙漠的生長環境。
除此之外，研究人員還發現： 菠蘿果實上的菱形鱗片，一行行排列起來，8行向左傾斜，13行向右傾斜。 挪威雲杉的球果在一個方向上有3行鱗片， 在另一個方向上有5行鱗片。 常見的落葉松是一種針葉樹，其松果上的鱗片在兩個方向上各排成5行和8行。 美國松的松果鱗片則在兩個方向上各排成3行和5行。 ……
斐波那契數列在自然界有著非常廣泛的應用。科學家發現，一些植物不僅是花瓣、葉片，甚至是萼片、果實的數目以及排列的方式都非常符合斐波那契數列。例如，薊的頭部有兩條不同方向的螺旋，順時針旋轉的（和左邊那條旋轉方向相同）螺旋一共有13條，而逆時針旋轉的則有21條。
此外還有菊花、松果、菠蘿等都是按這種方式生長的。 菠蘿的表面，與松果的排列略有不同。菠蘿的每個鱗片都是三組不同方向螺旋線的一部分。大多數的菠蘿表面分別有5條、8條和13條螺線，這些螺線也稱斜列線。 菠蘿果實上的菱形鱗片，一行行排列起來，8行向左傾斜，13行向右傾斜。
挪威雲杉的球果在一個方向上有3行鱗片，在另一個方向上有5行鱗片。常見的落葉松是一種針葉樹，其松果上的鱗片在兩個方向上各排成5行和8行，美國松的松果鱗片則在兩個方向上各排成3行和5行。 植物從花到葉再到種子都可以顯現出對這些數字的偏好。松柏等球果類植物的種球生長非常緩慢，在此類植物的果實上也常常可以見到螺旋形的排列。
如果是遺傳決定了花朵的花瓣數和松果的鱗片數，那麼為什麼斐波那契數列會與此如此的巧合？ 這也是植物在大自然中長期適應和進化的結果。因為植物所顯示的數學特徵是植物生長在動態過程中必然會產生的結果，它受到數學規律的嚴格約束，換句話說，植物離不開斐波那契數列，就像鹽的晶體必然具有立方體的形狀一樣。由於該數列中的數值越靠後越大，因此2個相鄰的數字之商將越來越接近0.618034這個值。例如34/55＝0.6182，已經與之接近，而這個比值的準確極限是“黃金數”。
數學中，還有一個稱為黃金角的數值是137.5度，這是圓的黃金分割的張角，更精確的值應該是137.50776度。與黃金數一樣，黃金角同樣受到植物的青睞。 1979年，英國科學家沃格爾用大小相同的許多圓點代表向日葵花盤中的種子，根據斐波那契數列的規則，儘可能緊密地將這些圓點擠壓在一起。他用計算機模擬向日葵的結果顯示，若發散角小於137.5度，那麼花盤上就會出現間隙，且只能看到一組螺旋線；若發散角大於137.5度，花盤上也會出現間隙，而此時又會看到另一組螺旋線；只有當發散角等於黃金角時，花盤上才呈現彼此緊密鑲合的兩組螺旋線。
所以，向日葵等植物在生長過程中，只有選擇這種數學模式，花盤上種子的分佈才最為有效，花盤也變得最堅固壯實，產生後代的幾率也最高。原因很簡單：這樣的佈局能使植物的生長疏密得當、最充分地利用陽光和空氣，所以很多植物都在億萬年的進化過程中演變成了如今的模樣。當然受氣候或病蟲害的影響，真實的植物往往沒有完美的斐波那契螺旋。例如帶小花的大向日葵的管狀小花排列成兩組交錯的斐波那契螺旋，並且順時針和逆時針螺旋的條數恰是斐波那契數列中相鄰的兩項，其中順時針的螺旋有34條，逆時針的螺旋有55條。蒲公英和松塔也是以斐波那契螺旋排列種子或鱗片的。可見，植物之所以偏愛斐波納契數，乃是在適者生存的自然選擇作用下進化的結果。
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