Гранит науки - 2003-01-22

Математики обнаружили, что формирование спиральных структур у различных растений происходит согласно известной последовательности Фибоначчи, где каждое число является суммой двух предыдущих

У микрофона Марина Аствацатурян! Формирование листьев вдоль стебля, чешуек в шишках хвойных деревьев, лепестков в соцветиях у представителей разных семейств - капусты-брокколи, артишоков и водяных лилий все организовано в соответствии с последовательностью Фибоначчи. Как поясняет Интернет-издание membrana.ru, последовательность Фибоначчи это не просто игра с числами, а самое важное математическое выражение природных явлений из всех когда-либо открытых. Именно с ней связывают универсальность существующих в природе форм. Закономерности золотой симметрии проявляются в энергетических переходах элементарных частиц, в строении некоторых химических соединений, в планетарных и космических системах, в генных структурах живых организмов. Эти закономерности есть в строении отдельных органов человека и тела в целом, а также проявляются в биоритмах и функционировании головного мозга и зрительного восприятия. Сейчас, благодаря работе математиков и ботаников массачусетского Smith College, очередь дошла и до растений. Организации их спиральных форм посвящена открывшаяся здесь выставка.

С помощью компьютерной анимации, сканирующей электронной микрофотографии и крупномасштабной проекции посетители могут ознакомиться с трехвековыми наблюдениями природного феномена филлотаксиса, т.е. формообразования у растений, который основан на простой математической модели. Она базируется на положениях математики динамических систем, которая включает и теорию хаоса. Простейший ряд Фибоначчи выглядит так 1, 1,2,3, 5, 8, 13 здесь каждое число равно сумме двух предыдущих. Спирали растений будь то расположение листьев на стебле, лепестков в цветке или чешуек на шишке, вьются в двух противоположных направлениях, и количество витков на двух этих спиралях в большинстве случаев оказываются соответствующим числам Фибоначчи. Так, цветок маргаритки представлен двумя спиралями лепестков, на одной той, что по часовой стрелке, 21 виток, на другой против часовой стрелки 34. У еловой шишки в одном направлении спираль из 8 витков, в противоположном - из 13, 8 и 13 последовательно идущие числа Фибоначчи. Ученые Smith College Крис Гол (Chris Gole) и Пау Атела (Pau Atela) в попытках интерпретировать это наблюдение обратились к теории ботаника 19 века Вильгельма Хофмайстера (Wilhelm Hofmeister), который заметил, что листья растений сначала возникают неорганизованной массой вокруг точки роста, а потом начинают радиально расходиться от центра. Модель динамических систем, использованная сейчас американскими учеными, основана на работе французских физиков Стефана Дуади (Stephane Douady) и Ива Кодера (Yves Couder), которые считают, что симметрия и спиральность в растениях подчиняются простым правилам, а числа Фибоначчи могут отражать это природное явление.