黃金分割或稱黃金比例在自然界中普遍存在,而且人類對此也很青睞。那么,這個特殊的比值是怎么來的呢? 黃金分割的由來 考慮一條長度為a+b的線段,其中a>b,黃金比例φ被定義為b/a,并且滿足如下的關(guān)系: 根據(jù)上式,可以解出黃金比例為: 可以看到,黃金比例也是一個無理數(shù),就像圓周率那樣,小數(shù)位后面是無限且不循環(huán)的。 黃金分割的重要性 黃金比例無處不在,有一個特殊的自然數(shù)數(shù)列中蘊含著黃金比例,這就是斐波那契數(shù)列,即1、1、2、3、5、8、13、21……。在這個數(shù)列中,隨著項數(shù)的增加,前一個數(shù)與后一個數(shù)的比值逐漸接近黃金比例。在數(shù)學(xué)上可以證明,當項數(shù)趨于無窮時,這個比值將會等于黃金比例。因此,這個數(shù)列又有黃金分割數(shù)列之稱。 黃金比例很重要,它嵌入了無數(shù)古代文明的建筑中,包括帕特農(nóng)神廟和大金字塔。但這并不僅限于數(shù)學(xué)和建筑,黃金比例影響著我們的日常生活,甚至影響著我們的心理。幾項研究發(fā)現(xiàn),人類最容易被五官是黃金比例的面孔所吸引。 自然界中的黃金分割 黃金分割在自然界中非常普遍,它出現(xiàn)在很多地方: (1)水果、蔬菜和松果 向日葵就是一個很好的例子。如果仔細觀察中心,就會發(fā)現(xiàn)中心似乎有條螺旋形的曲線。如果對此進行計算,結(jié)果會得到黃金分割數(shù)列。這種模式也反映在花椰菜、菠蘿和松果上。下次買菠蘿的時候,可以在切開之前先看一看。 (2)樹枝和花瓣 在樹枝分叉的地方,或者它們的生長點,許多樹都會顯示出斐波那契數(shù)列。樹干會生長并產(chǎn)生一個分支,這導(dǎo)致了兩個不同的生長點。然后,一個分支將被分割,產(chǎn)生三個分支,無窮無盡,其模式與黃金分割數(shù)列相匹配。這種模式也會出現(xiàn)在花瓣中,花瓣的總數(shù)通常是斐波那契數(shù),一般為3、5或8。 (3)螺旋星系 我們的星系——銀河系,是一種棒旋星系,它屬于螺旋星系。銀河系包含四條主旋臂,每條旋臂分開大約12度。銀河系的形狀和黃金螺旋完全一樣,我們很容易在宇宙中任何螺旋星系上畫出黃金矩形。 (4)臺風(fēng) 就像螺旋星系和一些動物外殼一樣,臺風(fēng)往往完美地詮釋了黃金螺旋。 這種模式一直延伸到植物的葉脈和動物的靜脈、晶體以及其他化合物中。令人困惑的是,大自然都是用同樣的數(shù)字來創(chuàng)造出這些東西,但它帶來的問題遠遠多于它所能回答的問題。 為什么這么多的東西按照黃金比例組合在一起?這能表明宇宙是被設(shè)計的嗎?其中一些可能確實是巧合的結(jié)果,但其他事件太過精確,或許不是巧合,宇宙中可能有更加深刻的規(guī)律有待我們發(fā)現(xiàn)。 |
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