生活中，许多物体都有着螺旋的形状，螺丝、灯泡等常见物品都呈现为螺旋状。

不仅是我们的日常生活，小到生物遗传载体的DNA，大到天空中的满天星斗，螺旋无处不在。

为什么螺旋会这么普遍地出现在这个世界呢？

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给我一个支点，我就能撬起整个地球！

相信每个人都不会对这句话陌生，这句话出自古希腊的著名数学家——阿基米德。

他的一生为数学做出了极大的贡献，我们不会罗列其所有的贡献，今天，我们就着重来看看其对螺旋的贡献。

据说起初，欧几里得的弟子柯农发现了一种奇妙的螺线，但是还没来得及对其深入研究就去世了。柯农死后，阿基米德继续对其研究并发现了诸多性质，后来为了纪念阿基米德的贡献，这种螺线被命名为阿基米德螺线。

那阿基米德螺线长什么样子呢？

等等，怎么感觉这个东西长得有点像……

蚊香？？！

对没错就是它，由匀速盘香机生产出来的盘状蚊香就是阿基米德螺线的形状。

在直角坐标系下，阿基米德螺线的表达式是：

它是一个点匀速离开一个固定点同时又以固定的角速度绕该固定点转动而产生的轨迹，因此它在每个旋转周期内是等距外扩的，故又被成为等距螺线。

除了蚊香，阿基米德螺线还可以在许多地方见到，如在早期的留声机中，唱头在唱片上留下的刻槽就是阿基米德螺线。

等螺距的螺钉从钉头方向看去也是阿基米德螺线，甚至蛇盘绕起来形成的曲线都可以看作阿基米德螺线。

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但是，在螺线家族中，名气最大的并非是阿基米德螺线，而是等角螺线！

在等角螺线中，任意给定一个过原点的直线，其与螺线相交的角永远相等，故该螺线被称为等角螺线，其表达式为

其形状为

等角螺线在自然界中十分普遍，是整个宇宙自然生长现象的精华，以至于被称为“生长螺线”。

动物的角、软体动物的壳、蜗牛壳的组织增生顺序是按等角螺线增生的，菊花的种子是按等角螺线分布的，昆虫会以等角螺线的方式接近光源，蜘蛛会按等角螺线的形状结网……

经过亿万年的进化，夜间活动的飞蛾大都是靠着月光或星光来指引飞行路线。因为它们与这些天体的距离足够远，因此这些天体发出或反射的光可以被视为平行光，飞蛾只要按照固定的夹角飞行，就可以以直线前进，节约了能量。

然而，自从人类学会了使用火，情况就发生了变化。因为火源不再像星光那么遥远，故该光线不可再被看作平行光，而是呈放射状的光芒。飞蛾继续以固定的夹角飞行，其飞行轨迹就是等角螺线，随着离光源越来越近，就产生了飞蛾扑火现象。

后来，人们在宇宙中也发现了等角螺线：银河系的四大悬臂就是倾斜度为12°的等角螺线！

除了大自然偏爱等角螺线，著名数学家雅各布·伯努利也是等角螺线的一个狂热粉丝。在研究中他发现等角螺线在反演、等比例放大等变换后仍然是原先的等角螺线，对此感到十分震惊。于是他决定把等角螺线刻在自己的墓志铭上，并附词“纵使改变，依然故我(eadem mutata resurgo)”。

但令人哭笑不得的是，雕刻师不知出于什么原因，最后给墓碑雕刻上的图案竟然是阿基米德螺线！倘若伯努利九泉有知，怕是要死不瞑目了。

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除了上面提到的两种螺线，自然界种还存在很多种螺线，如牵牛花的茎是按照圆柱螺旋线生长的，还有按照斐波那契数列画出来的“黄金螺旋线”……

为什么螺线在自然界如此普遍呢？

螺线之所以广泛存在，是由其优良性质决定的，而这些优良性质使得生物体在生存斗争中直接或间接地获得了最佳效果。

如对于牵牛花等攀缘植物来说，在各类曲线中，螺线式攀缘不仅能起到节约材料、减少能量消耗的作用，还可以使叶子获得最大的光照面积，促进光合作用。

同时形成螺线状还可以像弹簧一样具有伸缩性，在有风的情况下，这种特性可以使其纤细的触须不易被拉断。当风消失后，这种特性又可以保证茎回到原来的位置。

而螺类在水中运动时，水流可以沿着壳体螺线由直径较大的部分旋转到直径较小的部分直到螺尖，这样减小了来自水流的阻力，有助于螺类在水中前进。

此外，分布在螺类外壳上的螺线像一条肋筋，不仅大大增强了壳体的强度，同时也分散了作用在壳体上的水压。

在宇宙的范围上，80%的星系都呈现出一定的螺旋形，地球绕太阳的轨迹是螺旋形，太阳系在银河系中的运动是螺旋形，甚至于银河系的悬臂就是螺旋形。

显然，对星系螺旋形的形成起重要作用的当属万有引力，但是它究竟是如何让宇宙维持如此美妙的形状的呢？这仍旧是一个谜。

有人说，大自然是不会静止的，所以万物经常造成漩涡而移动，因此世上一切事物的行动都描绘出了螺旋的轨迹，而我们人类也存在于这股螺旋式运动中。

那么自然界究竟是为什么存在这么多螺旋呢？螺旋的形状里又蕴含着哪些秘密呢？

或许只有时间可以给出答案了。

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