DIGIX TALK曹則賢:「一花一世界」背後不僅是哲學,還有你學過的...

2020-11-27 環球網

看到烤麵包，吃貨們首先想到的或許會是色香味，然而有些人卻能夠從中得到關於科學的啟發，並由此得出人類歷史上最天才的數學推斷。

近期，中國科學院物理所研究員及博士生導師曹則賢就在DIGIX TALK演講舞臺上分享了這個故事：早在幾百年前就已有人提出了六角密堆積排列方法，但直到1911年，才有人用科學的方法證實這是佔用面積最小的排列方式，而探索證明的源頭正是受到烤麵包排列方式的啟發。

在DIGIX TALK 的演講中，曹則賢教授揭開了「一花一世界」背後的大學問，介紹了研究植物器官排列規律的奇妙學科——葉序學。他希望每個人都能夠學會觀察並善於觀察，在生活細節中發現偉大的科學道理。

D3、D4、C5、……這些曹澤賢教授口中的神秘代號，實際指代的是不同花草形狀。「花瓣往一個方向循環的我們用字母C表示，花瓣是鏡面對稱的則用字母D表示。C代號的花草，花瓣形狀往一個方向循環，因此更容易運動。如果有一種花草比較容易被風颳走或者隨水飄走的話，它一定是C花瓣。」通過觀察花瓣的典型特徵，從而總結出科學和數學經驗。正如曹則賢教授的數學論：「一切皆可數學，我們要習慣於用數學的語言去描述很多現象。」

同樣的數學理論，也可運用到現實世界中的許多現象。

「一個大圓，裡面放上不同數目的小圓，這些小圓應該怎麼排列？」曹則賢教授拋出的問題引發觀眾的爭相討論，這和花葉序有什麼關係呢？答案是肯定的，曹則賢教授以大家非常熟悉的蓮蓬舉例。「把每個蓮子看成小圓，大蓮蓬就是把所有小圓罩住的大圓。」一個數學問題和大自然裡植物的生長方式，有了嚴格的相互對應。

對於另一種常見的長在球狀花託上的花草，曹則賢教授同樣用數學原理進行解讀：「這些小花在球面的有限空間裡能排列成什麼樣呢？這讓我們想起了原子核外面的電子排列，可以在這一函數裡得到答案。」

從科學的角度上看，植物生長不僅僅是生物問題，還是物理問題。植物生長和排列的規則通過葉序表達，但這背後卻蘊藏著很有意思的科學道理。

曹則賢教授曾做過一個「雞蛋」實驗：分別以銀和二氧化矽模擬成蛋白和蛋殼，將這個經過加熱的高溫「雞蛋」放進低溫環境中，就能觀察到表面上因收縮起皺長出的斑斑點點。「而這樣的點和球狀花序、和原子核外電子排布，甚至和海水裡的硅藻表面排列，是一模一樣的。這說明，一個數學問題、一個物理問題和一個生命，在最本質的層面上都是一樣的。」

演講的最後，曹則賢教授還和觀眾分享了他在生活中有關葉序學實踐的經歷：「有一天我看到人家菜筐裡有兩隻哈密瓜，瓜表面紋理褶皺，布滿溝痕，當時心裡就咯噔了一下，覺得這兩隻瓜有問題！因為它表面的條紋深淺不一，也就是說這個瓜還不知道怎麼安排自己身上的皺紋，回來一查發現這個哈密瓜是剛培育出來的海南甜蜜二號，一個新的哈密瓜品種。」這其實就是科學的力量，科學能讓我們注意到日常生活裡別人所忽視事情，並且了解為何如此。

學會觀察與探索周圍事物，每個人都能在生活點滴中發現科學、感受科學，這也是DIGIX TALK主張的，與觀眾一同發現生活中的美好，認識、探索，並不斷傳遞科學之美。

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