Month: May 2013

  • 「科學驗証」之實踐

     

    話說很久很久以前(2008年!),讀過台灣阿簡老師的一篇文章:
    〈鳳梨的數學遊戲〉http://a-chien.blogspot.hk/2008/12/blog-post_05.html 
     
    當年不明白甚麼是「費式數列」,看不懂他的「鳳梨連環拼貼圖」,無法理解那個「不同旋轉方向有不同數列」的意思。只是覺得阿簡老師實在太變態,竟然想到用不同方向來數花。而且台灣切鳳梨的方法也太神奇了,看著鳳梨上的「洞」,完全無法理解是怎樣切出來的……
     
      
     
     
    4年半後,本月初,家中(第一次)來了兩個完整鳳梨 (還是叫「菠蘿」順口一點):
    想起「不同方向轉會有9個圈和13個圈的花」(證明不是真明白的東西,記憶是會出錯的),重看
    阿簡老師的文章,決定驗証一下這篇「看不懂的文章」所指8條螺線和13條螺線的是甚麼,順道驗証一下是否每個(隨機抽出的)菠蘿都是8列和13列的。
     
      
    測試一:直接觀察
    1. 拿起菠蘿甲,嘗試由頭分別向右及向左,數算「菠蘿釘」的列數。
    2. 重覆步驟一2次,以確定列數的正確數目。
    3. 拿起菠蘿乙,重複步驟1及2。
    結果:不論是菠蘿甲乙,都是數到向左下旋是8行,向右下旋卻一直因為「釘」的排列沒那麼整齊,在重覆數算時得到不同的行數。驗證失敗。
     
    測試二:畫線協助觀察
    原想在菠蘿皮上畫線,讓向左下旋的方向較容易數,最後怕之後切菠蘿時,因為菠蘿皮畫得花斑斑,會將箱頭筆墨帶到菠蘿肉上,決定放棄進行這測試。
     
     
    測試三:砌「釘」(果) 
    1. 將菠蘿甲的葉切去,然後去皮。要確保只去果皮,「釘」盡量保留。 [人生第一次「批菠蘿」!]
    2. 於頂部選其中一粒釘,以向左下旋轉的方向切走整列釘。留下最後一粒釘不切走,方便之後數算。
     
    3. 以菠蘿乙重覆步驟1,重覆步驟2時以向右下旋轉的方向切走整列釘。
    4. 數算菠蘿甲和乙的列數。
    結果:
    (圖右方)向左下旋的是8列,與測試1的結果相同。
    (圖左方)向右下旋的「真的是」13列!!! 
    假設每個菠蘿的果(釘)數量一樣,要切走所有的釘,8列的每一行明顯比13列的長。
     
    即使這是「明知」的發現,仍是感到相當震撼!@@||||
    另外,難得可以切兩個完整的菠蘿,當然不浪費,再做其他解剖:
    1. 看果(「釘」) 
    切菠蘿皮時將其中一粒「釘」切深入一點,終於看到花/果的形態:
     
    2. 看「菠蘿心」
    既然一個菠蘿是由一個個小花共同發育而成的聚合果,那麼平日咬下去比較硬的菠蘿心,究竟是甚麼形態?
    圖右是橫切 – transverse section,能見其花/果圍繞中間的「柄」而生,因為不屬真正的「果」,質地自然不同。

    圖左是縱切-vertical / longitudinal section,能見其花/果的排列與原本菠蘿葉的方向一致。

    (圖左的菠蘿是正置的,即原本有葉的頭向上。)
    3. 還有菠蘿葉怎能錯過 — 都是有一個硬身的「心」再圍繞長出葉片:
     
     
    總結:
    今次「科學驗証」算是一個練習和紀錄,作為小林老師的學習進程。
    其實「劏」植物都很好玩。=)
    而且也因為這次練習,認真看了「費式數列 / 費氏數列」(不是「廢事數列…」, 即「懶得去數」)的資料,不過沒甚麼數學天分的我,只能看懂一點點。
     
    延伸研究問題: 
    究竟一「個」菠蘿是否有 8 x 13 = 104 粒「釘」(花/果)? 還是更多?(一般資料都寫有200多的)
    這數值是否固定的?
    (答案請見 下下回 )
     
     
    同場加映:
    為甚麼「菠蘿啤」一定要放進雪櫃? 
     
    (答案下回分解 :P )