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得獎作品EXCELLENT WORK
特優
109學年度 一般大學組-散文類
充滿數學與生命的世界
作者:許展瑋學校:國立陽明大學
指導老師:無指導老師學校: .

在自然的世界裡,數學無所不在,蝸牛殼的弧度,雲朵和雪花的形狀,聲音共振的頻率,都依循天地間無言的奧秘生成。

那生物體呢,數學也在這裡嗎?

是的,它們一直在的。

大物理學家薛丁格曾對生物體裡,普遍存在的高度秩序,感到無比的驚奇,在他感嘆的問出那句名言”What is Life”的數十年間,倚賴拓樸學和放射線學,兩條完美互補的雙股螺旋結構體,被預測了出來,從一連串的線性分子,扭轉,環繞成高維度的結構,基因像一片片拓展開的拼圖,靜悄悄的鋪陳開來,最終在鎖與鑰般的精準鍥合間,從小小的胚胎中孕育起這世間的每個生靈。

人體的腺體分泌系統裡,也帶著特定的拓樸學巧思,從包在腺體細胞最外層柔軟又強韌的細胞膜,向內部望去,有著一片具分泌功能的構造,稱為內質網,和接續將分泌出的物質送出細胞的構造,稱為高基氏體,細胞膜為了維持細胞內生理環境的恆定,每種細胞分泌的物質,都要對外部有最小的接觸面積,否則細胞內部的物質會洩漏到外部,外部不需要的物質也會進入細胞。

腺體細胞用了特別的設計,解決掉問題,每當需要分泌物質的時候,內質網會開始向內凹陷,形同一個拳頭塞進一顆充滿飽氣的氣球,當凹陷到一個深度時,凹陷的部份會和內質網分離,在內質網內部形成一個裝著分泌物的小球體,當細胞膜分隔了內外以後,這顆小球體又位於細胞內部構造的裡面,巧妙滿足拓樸學上,內部的內部就是外部的定義,當這顆小球體經由細胞內部構造,一送到細胞膜旁邊,從接觸點開始和細胞膜融合的時候,分泌物質就來到了外界,然而外部物質卻完全沒有進到細胞內,內部洩漏出的物質,也僅有球體中裝的分泌物。

曾有日本的科學家寫下,生命之所以需要如此多的分子參與,是因為數學和統計上的必然,所有具高度秩序的分子間,總數裡會有約略取一個平方根的分子數目,偏離常態,亦即混亂的失序,當生命只有一百個分子參與,卻有十個分子不如預期,和生命裡有著一百萬個分子參與,只有著一千個分子不如預期,兩者比較的意義完全不同,因為這樣的數學意義,生命的構築,需要數以億萬的分子協作達成,何其的不簡單,另一方面,生命的存在,也何其的幸運。

當第一個人類望向無垠的星河,蟬的鳴叫消散在風裡,雲霧間的混沌,在時與空的交替中變換,遠方的高山上落下好看的雪花,溶成了甜甜的河水,最終,他閉上了疲倦的雙眼,滿足的向夢境探去,他的夢裡有很多甜美的事物,一顆紅通通又好吃的果子,今天看到兩隻有好看紋路又相親相愛的蝸牛,他做了三條旋轉又好玩的東東,按下去會彈起來,他要用他的語言命名他們的樣子。

這的確是個充滿數學與生命的世界,在廣邈的雙極間,一顆橢圓球體的內部,很多小人兒,窮盡生命,好奇的探索著。

 
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