本报北京8月15日讯(记者刘英楠)生命体无上的和谐之美，很大程度上源自其严谨的内部秩序；让科学家们百思不得其解的是：秩序从何而来，由谁决定？我国物理学家8月5日发表在《科学》上的一项成果，十天来引起国际上重要期刊和媒体的广泛关注。他们通过“操纵”银内核/氧化硅壳层内的应力，首次在微米尺度上用无机材料体系生长出符合某一神秘数学规律的花样，进而指出：纷繁复杂的生物形体发生的背后，都有一个简单而明确的数学和物理“解”。

　　手生5指，每指3节；百合每花3瓣，桃花每花5瓣；向日葵籽在花盘上排成顺、逆时针两组螺旋线，螺旋的数目分别是(21，34)、(34，55)、(55，89)乃至(89，144)……所有这些数字，全包含于一个人类800年前提出、后发现暗含许多有趣数字规律、和生命界关系无比密切的数列——神秘的“斐波纳契数列”(1，1，2，3，5，8，13，21，34……从第3项起每项为前两项之和)。这个数列因“包含无数大自然的秘密”，几百年来吸引了无数的研究者。

　　8月5日，中国科学院物理研究所李超荣、张晓娜和曹则贤三位研究人员在《科学》杂志上报告：他们设计应力自组装实验，把氧化银和氧化硅的混合物蒸发到保持在1000摄氏度高温的基片上，形成了银为内核、氧化硅为外壳的十个微米大小的“液滴”，冷却后分别在球面和非球面内核/壳层结构上，获得了三角格子花样和(5，8)、(8，13)、(13，21)三种斐波纳契数花样。让人振奋的是，这是人类首次在微米尺度上用无机材料体系生长出斐波纳契数花样。在学术界关于叶序的成因激烈争论数十年没有结论的时候，我国科学家基于实验提出了自己的判断。

　　李超荣介绍，生命中出现如此奇特的斐波纳契现象，学术界长期以来形成了数种有代表性的观点。其中“效率说”认为，这是植物努力竞争有限空间的结果，只有符合斐波纳契数列，叶子才能获取尽可能多的阳光进行光合作用，花才能尽可能地展示自己来吸引昆虫传粉，花托上才能结出尽可能多的种子以利物种繁衍；“基因说”则认为，这是某种化学物质决定的遗传现象；更有基于纯美学的考虑，认为大自然有选择和谐之美的“本能”，采用这种选择是为了数列中相邻两个数字相除得到的黄金分割数……

　　李超荣、曹则贤两位研究员的兴趣和研究领域都很广泛，长期以来交流和合作都很密切。他们在“漫谈”中达成共识：令人愉悦的斐波纳契数花样，理应具有更深层次的意义。为了如愿获得斐波纳契数花样，他们采用的是一种简单然而巧妙的设计：冷却会在银和氧化硅中造成不同程度的收缩，从而在内核／外壳结构中引起很大的应力；应力足够大时要重新分布以减小应变能，形成一定花样的应力分布。来自蒸发源的物质随之聚集，在壳层表面生长出众多直径几百纳米(1纳米=10-9米)的颗粒，其形成的“花样”，实际上是应力分布情况的“现场实录”。

　　“整个过程中，应力是产生花样的惟一驱动因素。这个结果支持了学术界关于叶序学的一个大胆设想。”曹则贤说。他们提到的这个“设想”，是英国汤姆普森(D'Arcy W. Thompson)1941年作为硕士论文写成、后来成为领域内经典著作的《生长与形状》中的一个假说：有关生物体的许多生长与形状发生的现象，尽管花样繁多，但在本质上必定只是数学问题和物理问题。应力自组装实验的结果，让李超荣等联想到：植物中斐波纳契数花样的发生，可能也是由于同样的原因，即为了在一定形状的范围内让应力引起的应变能最小。这就为汤姆普森的设想提供了佐证。

　　除了叶序学研究上的参考价值，本项研究亦是材料学上的重要进展，有望发展成一种大面积、大量生长介观结构，同时引入内禀“缺陷”的工艺，对利用应力

工程设计制作各种光子学、等离基元电子学，特别是可折叠电子学所需要的微纳米结构都有重要启示。

　　据悉，目前包括《自然》、《新科学家》杂志，Philandelphia Inquirer、ORF Science、Nanotechweb、美国数学学会网站在内的“重量级”国际期刊和媒体，都已就本研究进行报道；New Journal of Physics亦已致函作者，就后续工作提出约稿。