列奥纳多·达·芬奇在文艺复兴时期因其激进的思想、发明、艺术等而闻名。他可以被最好地描述为全能高手。虽然我们已经很熟悉他更著名的发现,但你知道他关于树木的理论吗?

根据列奥纳多·达·芬奇的说法,当你把树在每个高度阶段的所有枝条全部聚合在一起,它们的总厚度将等同于树干的粗度。这一观点在2011年通过风阻研究得到了验证。

达·芬奇关于树木的理论究竟是什么?

约500年前,列奥纳多·达·芬奇首次观察到树枝的生长模式。每当树木在秋季落叶时,我们常能看到叶子背后的内部结构。

达·芬奇的理论很简单:树干与其所有枝条聚合在一起的尺寸应相等。然而,这不仅仅是观察;枝条与树干之间存在实际的数学关系。

树在每个高度阶段的所有枝条聚合在一起,其厚度等同于树干的粗度

Leonardo Da Vinci

图片来源:法国普罗旺斯大学的克里斯托夫·埃洛伊

(来源:Inside Science)

他的理论对当今世界有什么影响?

你可能在想,这一理论与我们今天的世界有什么关联。毕竟已经过去了500年。那么它为何在当下如此重要?

达·芬奇的研究因2011年出现的另一项最新研究而重新受到关注。该论文指出,树木之所以以这种方式生长,主要是为了保护自身免受强风及其可能造成的损害。

达·芬奇的定律非常惊人。直到最近,人们才真正对其进行测试。

Kate McCulloh, Oregon State University – Plant Physiology

为了验证该理论的真实性,法国普罗旺斯大学的物理学家克里斯托夫·埃洛伊使用计算机程序模拟树枝的结构进行深入研究。(来源:Inside Science)

克里斯托夫·埃洛伊的研究结果如何?

埃洛伊从一个分形树骨架开始研究。他不断添加更小的枝条版本,以在程序中创建虚拟树。每根枝条都遵循其来源枝条的形态,模拟了我们所熟知的树木分形特性。该虚拟模型用于确定每根枝条的粗细。

在骨架阶段结束时,埃洛伊使用虚拟风洞对结构进行测试。通过施加足以折断枝条的多种风力,他确定了每根枝条在极少情况下会断裂的直径。

虽然他的实验似乎验证了达·芬奇的理论,但仍有科学家认为该理论的内涵远超埃洛伊研究的结果。

我并不怀疑树木结构是液压与结构约束相结合的结果。然而,我认为不应轻易否定水文论点。

Gil Bohrer

(来源:Inside Science)