达芬奇的树干定律

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多年前,列奥纳多·达·芬奇(LeonardodaVinci)观察到树干大小与其树枝大小之间的特殊关系。

具体来说,一棵树的子树枝的组合横截面积等于母树枝的横截面积。然而,达芬奇并不知道为什么树的分支会遵循这个规则,此后也很少有人提出解释。

但现在在一项新研究中,来自法国普罗旺斯地区艾克斯马赛大学的物理学家埃洛伊表明,这种树结构可能是使树木抵抗风引起的压力的最佳选择。

埃洛伊提出,达·芬奇的规则是树木适应其生长以最佳地抵抗风引起的压力的结果。众所周知,植物可以根据机械感觉(例如风)改变其生长模式。这种被称为“thigmomorphogenesis”的现象意味着,随着树木的生长,风会影响树干和树枝的直径。这种现象的潜在细胞机制在很大程度上是未知的。

基于这种思路,埃洛伊使用了两个模型来预测由于强风在树上的某个点发生断裂的概率。他发现,当树上各处的断裂概率都相同,使各部分均等地承受应力时,达·芬奇发现的现象就出现了。他还表明,可以通过了解简单树骨架的参数来计算树上每个分支的直径。

列奥纳多·达·芬奇的树规则可以用风来解释




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