达·芬奇的故事之观察思维自然学习质疑—树为何呈倒锥形生长方式

达·芬奇(1452—1519) 意大利文艺复兴时期绘画大师，科学家。

一棵树长到一定高度就开始分叉，长出几根枝丫来，每根枝丫又继续分叉成几条小枝丫，小枝丫上又长出小树枝，最后直到每根小树枝上都挂满了一片片叶子……

树木的这种倒锥形生长方式对于我们每个人来说都不陌生，但恐怕很少有人注意到：一棵树在任何一个高度，其所有树枝的横截面积之和或者说树枝的粗细总和是不变的。据说，这一现象是15世纪意大利画家达•芬奇首先观察到的，所以也叫达·芬奇公式。但一直没有人能科学解释为什么树木要这样生长。

植物学家原先猜测达•芬奇所观察到的这一现象可能跟植物把水分从根部抽吸到高处的树叶这一过程有关，也许从下到上，只有运输水分的纤维管截面积相等，才能保证水分能浇灌到每一片叶子。

但最近一位法国流体力学专家对这一解释起了怀疑，他认为这跟水分的运输没关系，而是跟风力对树叶的作用有关。他的这一解释理解起来可没有那么直观，因为他是通过计算机模拟得到的。他先遵循分形的原则通过计算机生成一棵虚拟的树，然后在计算机上模拟风吹树叶，看看这些树枝在何种条件下最不容易被风刮断。他发现，当把树的主干和分枝之间的关系调整到符合达•芬奇公式时，这些树枝是最（ ）被刮断的。也就是说，似乎树木也懂得“适者生存”的道理，为了抵御风的摧折，它们在遵循达•芬奇公式这个简洁的规律有目的地生长。

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