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科普快报

揭秘花叶序背后的数学与物理奥秘 武汉植物园举办第十五期楚杉科普讲堂

 7月6日,中国科学院物理研究所曹则贤研究员做客武汉植物园楚杉科普讲堂。曹则贤携其深厚的学术造诣,带领公众走进了“花叶序背后的数学与物理”。在这场讲座中,曹则贤引领听众深入探索了自然界中花卉、叶片乃至瓜果所展现的迷人有序结构,揭示了这些美丽形态背后隐藏的深刻数学逻辑与物理原理。讲堂由科普开放中心副主任(主持工作)梅林主持。

 曹则贤指出,自然界的花叶形态,不仅是视觉的盛宴,更是数学与物理精妙的展现。从纷繁复杂的自然形态中提炼出简洁的数学模型,不仅揭示了美的本质,更为人类提供了模仿乃至创新的钥匙。一些科学家正是凭借对自然现象的深刻洞察,窥见自然界秩序之美的根源,取得了伟大的成就。

 讲座中,曹则贤教授深入浅出地介绍了叶序学这一独特学科,它专注于植物器官排列的奥秘。通过D3、D4、C5等神秘代号,他生动诠释了不同花草形状背后的数学语言——C代表单向循环的花瓣,D则代表镜面对称的花瓣。这些符号不仅是科学家观察自然的工具,也是连接艺术与科学的桥梁。“大圆套小圆,小圆该如何排列?”在江城武汉,正是莲蓬成熟的季节。曹则贤以常见的莲蓬为例,将复杂的数学问题简化为直观的图像,引导公众巧妙地将数学中的圆排列问题与自然界的生长模式相联系。同时,他还将电子在原子核外的排列规律与球状花托上的小花排列相比较,展现了物理原理在生命现象中的巧妙应用。此外,曹则贤教授还分享了一个有趣的“鸡蛋”实验,通过模拟自然界的物理过程,展示了物体表面因温度变化而产生的复杂纹理,这些纹理与球状花序、电子排布乃至硅藻表面排列惊人地相似,进一步证明了数学、物理与生命之间的深刻联系。

 讲座尾声,曹则贤分享了一个生活中的小故事,他通过观察哈密瓜表面的纹理褶皱,敏锐地察觉到了新品种哈密瓜在生长过程中的不完美之处展现了科学思维在日常生活中的应用价值,展示了科学观察对于理解自然、指导实践的重要性。

 整场讲座,曹则贤以其渊博的知识、生动的讲解和独特的视角,为听众呈现了一场科学与艺术交织的盛宴。讲座不仅为听众揭开了花叶序背后的科学面纱,更激发了大家对于自然、数学与物理的无限遐想。他鼓励每个人都要学会观察、善于观察,从生活细节中发现科学的奥秘,让科学成为我们认识世界、理解世界的强大武器。

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