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DIGIX TALK曹则贤:“一花一世界”背后不仅是哲学,还有你学过的数学和物理

看到烤面包,吃货们首先想到的或许会是色香味,然而有些人却能够从中得到关于科学的启发,并由此得出人类历史上最天才的数学推断。

近期,中国科学院物理所研究员及博士生导师曹则贤就在DIGIX TALK演讲舞台上分享了这个故事:早在几百年前就已有人提出了六角密堆积排列方法,但直到1911年,才有人用科学的方法证实这是占用面积最小的排列方式,而探索证明的源头正是受到烤面包排列方式的启发。

在DIGIX TALK 的演讲中,曹则贤教授揭开了“一花一世界”背后的大学问,介绍了研究植物器官排列规律的奇妙学科——叶序学。他希望每个人都能够学会观察并善于观察,在生活细节中发现伟大的科学道理。

D3、D4防水胶、C5、……这些曹泽贤教授口中的神秘代号,实际指代的是不同花草形状。“花瓣往一个方向循环的我们用字母C表示,花瓣是镜面对称的则用字母D表示。C代号的花草,花瓣形状往一个方向循环,因此更容易运动。如果有一种花草比较容易被风刮走或者随水飘走的话,它一定是C花瓣。”通过观察花瓣的典型特征,从而总结出科学和数学经验。正如曹则贤教授的数学论:“一切皆可数学,我们要习惯于用数学的语言去描述很多现象。”

“一个大圆,里面放上不同数目的小圆,这些小圆应该怎么排列?”曹则贤教授抛出的问题引发观众的争相讨论,这和花叶序有什么关系呢?答案是肯定的,曹则贤教授以大家非常熟悉的莲蓬举例。“把每个莲子看成小圆,大莲蓬就是把所有小圆罩住的大圆。”一个数学问题和大自然里植物的生长方式,有了严格的相互对应。

对于另一种常见的长在球状花托上的花草,曹则贤教授同样用数学原理进行解读:“这些小花在球面的有限空间里能排列成什么样呢?这让我们想起了原子核外面的电子排列,可以在这一函数里得到答案。”

从科学的角度上看,植物生长不仅仅是生物问题,还是物理问题。植物生长和排列的规则通过叶序表达,但这背后却蕴藏着很有意思的科学道理。

曹则贤教授曾做过一个“鸡蛋”实验:分别以银和二氧化硅模拟成蛋白和蛋壳,将这个经过加热的高温“鸡蛋”放进低温环境中,就能观察到表面上因收缩起皱长出的斑斑点点。“而这样的点和球状花序、和原子核外电子排布,甚至和海水里的硅藻表面排列,是一模一样的。这说明,一个数学问题、一个物理问题和一个生命,在最本质的层面上都是一样的。”

演讲的最后,曹则贤教授还和观众分享了他在生活中有关叶序防水胶学实践的经历:“有一天我看到人家菜筐里有两只哈密瓜,瓜表面纹理褶皱,布满沟痕,当时心里就咯噔了一下,觉得这两只瓜有问题!因为它表面的瓷砖胶条纹深浅不一,也就是说这个瓜还不知道怎么安排自己身上的皱纹,回来一查发现这个哈密瓜是刚培育出来的海南甜蜜二号,一个新的哈密瓜品种。”这其实就是科学的力量,科学能让我们注意到日常生活里别人所忽视事情,并且了解为何如此。

学会观察与探索周围事物,每个人都能在生活点滴中发现科学、感受科学,这也是DIGIX TALK主张的,与观众一同发现生活中的美好,认识、探索,并不断传递科学之美。

DIGIX TALK作为华为终端云服务拥抱新知和多元观点的分享平台,为探索更多美好发声,广邀各行各业对美好有见解、有主张的嘉宾进行话题演讲,与观众一同探索科技之美、人文之美,生活之美,每周五会持续上线新的内容,消费者可通过华为视频或滔客说APP观看视频内容并参与互动,还可通过华为AI音箱和华为音乐APP享受节目原版精彩音频,共同认识美好、发现美好、传递美好。

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