神奇的數學讓人驚嘆
數學是打開自然的鑰匙。大到日月星辰的運行,小到細胞質子的分裂,無不蘊含數學的內在規律。從對《洛書》《周易》的研究,到對美學藝術的總結,無不體現數學的精妙絕倫。數學不唯是人的專利,自然界也有許多資歷高深的「數學專家」。看似自生自滅的生息繁衍充滿了偶然性與隨機性,其實它們都有自身的生長規律與活動軌跡。而人類對數學的認知卻經歷了漫長的過程。
我們的計時工具從最早的日影觀時到更鼓沙漏,最後發展到石英鐘,機械錶,隨著功能的逐步改善,人們掌握的時間越來越精確。而色彩斑斕的珊瑚卻能自己記錄時間,每天珊瑚體上長出一條環紋,一年「畫滿」365條。
眾所周知,植物都通過光合作用獲得養分,若遇到陰天沒有太陽,它們會「餓肚子」嗎?經觀察發現,大多數植物都有預測天氣的本領,如果第二天風雲突變,它會在第一天儲存更多的養分,準備好第二天的「一日三餐」。
海灘上美麗的貝殼,宇宙中壯麗的銀河,還有驚悚恐怖的颶風,它們看似風牛馬不相及,你能想到這其中的奧妙嗎?它們的形狀和運行軌跡同屬斐波那契螺旋。是自然界最完美的旋轉螺線。又叫黃金螺旋,那麼它與黃金比例又有什麼關係呢?先看一組斐波那契數列1,1,2,3,5,8,13,21,34,55……特點是(前兩個數除外)每個數都是前兩項數之和,而且前一項和後一項的比值無限接近0.618,(黃金分割點),因此斐波那契螺旋又叫黃金螺旋。
黃金螺旋在繪畫,建築,設計等領域得到廣泛的應用。下面看一副《夢娜麗莎的微笑》。
圖中蒙娜麗莎的鼻子作為斐波那契螺旋的中心,螺旋的軌跡依次經過下顎,頭頂,肩膀,使得這幅畫看上去非常和諧。繪畫技巧和科學研究的結合造就了舉世聞名的瑰寶。
丹頂鶴為了去南方過冬,飛行時成群結隊,並排成人字形,「人」的夾角永遠是110度。經過精確的計算,發現「人」字的每邊與丹頂鶴前進的夾角為54度44分8秒,與金剛石結晶體的角度分毫不差。如此奇妙的巧合,不禁令人驚嘆!
我們仔細觀察車前草,不難發現,兩片相近的葉片之間夾角為137.5度,按這種角度排列,能佔有更多的空間,吸收更多的陽光。你可別小看了這137.5度,裡面大有玄機。
讓我們把360度按0.618劃分,得到一個角度為222.5度。而在整個圓周內,與222.5度相對應外角就是137.5度,所以,137.5度角又叫黃金角。建築師們據此建成的「黃金角」高樓,達成每個房間最佳的採光和通風效果
由此可見,數學的威力不容小覷,我們從自然界學習數學,又把數學運用到自然中去。這隻能說明萬物皆數。


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