什麼是等速螺線？

舉一個形象的例子：時鐘上的指標在作勻速轉動，假如有一隻小蟲子從時鐘的中心，沿指標作勻速爬動，那麼蟲子最終走出的軌跡就是等速螺線。可解釋為：從點O出發做一條射線L，射線L上有一點M繞著點O作等角速度的轉動，同時點M沿L作等速直線運動，點M的軌跡叫做等速螺線或阿基米德螺線（阿基米德曲線）。

據說，阿基米德螺線最初是由阿基米德的老師柯農（歐幾里德的弟子）發現的。柯農死後，阿基米德繼續研究，並發現許多重要性質，因而這種螺線就以阿基米德的名字命名了，其首次由阿基米德在著作《論螺線》中給出了定義。

螺線在生活中廣泛存在，這都是由於螺線的若干優良性質所確定。這些優良性質也直接或間接地使生命體在自然界中獲得最佳效果。在各種曲線中，螺線就起到省材、節約能量消耗的作用，在相同的空間中使其葉子獲取較多的陽光，這對植物光合作用尤為重要，像菸草等植物輪狀葉序就是利用形成的螺旋麵能在狹小的空間中（其他植物的夾縫中）獲得最大的光照面積，以利於光合作用。

形成螺線狀的某些物體還有一種物理性質，如彈簧一樣具有彈性。在植物中絲瓜、葫蘆等莖上的擬圓柱螺線狀的觸鬚利用這個性質，能使其牢固地附著其他植物或物體上。即使有外力或風的作用，由於螺線狀觸鬚的伸縮性，使得纖細的觸鬚不易被拉斷，並且當外力（如風）消失後，保證其莖葉又能恢復到原來的位置。

螺旋線對於生活在水中的大多數螺類軟體動物也有十分重要的意義。觀察螺類在水中的運動方式，通常是揹負著外殼前進，殼體直徑粗大的部分在前，螺尖在後。當水流方向與運動方向相反時，水流沿著殼體螺線由直徑大的部分旋轉到直徑小的部分直到螺尖。水速將大大減小，這樣位於殼體後水的靜壓力將大於殼體前端的靜壓力。在前後壓力差的作用下，殼體將會自動向前運動。這樣一來，來自水流的阻力經錐狀螺線的轉化變為前進的動力。除此而外，分佈在螺類外殼上的螺線像一條肋筋，大大增加了殼體的強度，也分散了作用在殼體上的水壓。

自然界中各種看似平常的現象都隱藏著不尋常的道理，只有不斷髮掘，我們才能獲得新知。

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創，轉載時務請註明出處。

作者： 周明芝 ［責任編輯： 李浩］