有趣的数学——螺旋线

螺旋线是一个了不起的数学问题，它渗透到我们生活的各个方面，如基因结构、生长模型、运动方式、自然界和人造世界。

要想理解螺旋线，很重要的一点就是査看其形成。当一组全等矩形纵向地连接起来，那么一个长条的矩形柱就形成了。两个矩形块的连接处呈一定角度倾斜，再一块接一块地一直继续下去。结果，柱状结构弯曲，呈圆形趋势。但是，如果把矩形块的连接面切成倾斜的，那么柱状结构就会围绕自身弯曲，形成三维的螺旋线。脱氧核糖核酸，DNA——遗传染色体，就是由两条这样的三维螺旋线构成的，DNA有两条柱状的磷酸糖分子环环相扣，如上图所示。

螺旋线有很多种，实际上，直立的矩形柱和环形的矩形柱可以被认为是特殊的螺旋线。螺旋线可以是顺时针方向，也可以是逆时针方向。顺时针方向的螺旋线，如开瓶塞的螺丝锥，当放到镜子前面看，就像逆时针方向的螺旋线。

我们的生活中有各种螺旋线的实例。

有些螺旋线无论是顺时针还是逆时针均 很常见，如台阶、线缆、螺丝、螺钉、弹簧、坚果、绳子和糖果棒。环绕圆锥的螺旋线叫做锥形螺旋线，常见的有螺丝、床的弹簧，以及弗兰克?劳埃德?赖特(Frank Lloyd Wright)为纽约葛根海姆博物馆设计的螺旋梯。

在大自然中，我们同样可以找到各种各样的螺旋线结构——玲羊角、公羊角、独角鲸和其他的哺乳动物；病原体、蜗牛和一些软体动物的壳；植物茎和枝蔓（如豌豆）、植物花、植物叶、松果或其他。人类的脐带是一个三重螺旋线结构，由一个静脉和两个动脉向左盘绕而成。

顺时针和逆时针螺旋线缠绕在一起也是常见的。金银花系和常春藤系（包括牵牛花）是共生植物，前者是逆时针方向，而后者是顺时针方向。由于莎士比亚在《仲夏夜之梦》中惟妙惟肖的描写，使它们在人们心中成为了不朽。提泰妮桠王后对波顿说：“睡吧，我要把你抱在我的臂中……菟丝（常春藤的俗名〉也正是这样温柔地缠附着芬芳的金银花。”

运动是螺旋线结构存在的另一个领域。你可以找到螺旋线轨迹的实例——龙卷风、旋涡、下水口、小松鼠在树上爬上爬下，以及美国新墨西哥州卡尔斯巴德的洞穴里生活着的墨西哥无尾蝙蝠，其飞行轨迹也是 螺旋线结构的。

螺旋线结构与DNA分子相关，伴随着这一发现，人们还会在很多领域找到螺旋线结构的存在，这毫不奇怪。螺旋线的不同结构及它们的衍生模式，本身就是由基因密码控制的，因此也可以说是被大自然创造的。

来源：轻风教育