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 研究发现，犀牛角与玫瑰花的刺看似差别很大，其实它们的形状都遵循相同的数学规律。 科学家发现很多动物身上突出来的部分，像牙齿、犄角、爪子、喙、外壳，甚至植物体上长出来的尖刺这些部位的形态，都遵循一个统一的数学规律。这项发现终于解开了困惑科学家近350年的谜题。 3月30日发表于《BMC生物学》（BMC Biology）的一份研究发现，上述提到的所有这些生物体突出部位的形状，都遵循一种称为“幂次级联”（power cascade）的法则。 比如象牙在生长过程中，它的宽度遵循数学上的幂次法则（Power Law），也就是说牙齿宽度的次方数，与牙齿长度之间是线性的关系。幂次法则在自然界中很常见，地震的震级、城市的大小，和股市的走向趋势都隐含着幂次法则。 这份研究揭示，就连多种史前生物的牙齿也是遵循这个法则长成类似的形状，像史前巨鲨、霸王龙和长毛象。 研究还提到人类的牙齿、动物的犄角、蜘蛛的牙齿、蜗牛壳，各种哺乳动物、鸟类和恐龙的喙部等，都具有这种形状。再看玫瑰花一类的灌木、柠檬树这些植物上面长出的尖刺，也是这种形状。 这项研究的负责人澳大利亚莫纳什大学（Monash University）生物科学院副教授埃文斯（Alistair Evans）说：“遵循这个规律的物种如此丰富，从动物到植物，这相当令人震惊。这个规律在整个生物的王国里随处可见，即使是几亿年前的史前生物也不例外。” 埃文斯说，这项研究在17世纪著名数学家、物理学家克里斯多佛·雷恩（Christopher Wren）提出的想法基础上进行了拓展。1659年，雷恩提出蜗牛壳可能是一个锥体扭曲后，呈现一种具有对数特性的螺旋形状。 这份新研究明确地发现，不只是蜗牛壳，上述提到的广泛物种的某些部位，都具有这种特征。研究人员把这种形状命名为“幂次级联”形状，或称为“幂次锥体”（power cone）。埃文斯说：“新发现的这个规律填补了350年来，科学家对动物和它们身体部位形态的疑惑。” 埃文斯还提到，既然如此多动物的身体部位都是遵循这个规律生长，科学家将来可以利用这个规律推测各种神话虚构生物的身体部位的形态。“现在我们可以知道《权力的游戏》（Game of Thrones）里面的魔法龙和哈利·波特（Harry Potter）的神奇动物（fantastic beasts）长什么样子了。” 想了解更多细节的读者可参考研究论文。 |
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