如果我們仔細觀察繪畫作品《蒙娜麗莎》,就會發現這幅繪畫作品上的很多地方符合黃金比例,金字塔底部的寬度與金字塔的高度之比,非常接近黃金分割率,古希臘的帕特農神廟的外觀從整體上來看,長與寬的比例符合黃金比例。
蒙娜麗莎
早在公元前6世紀古希臘的畢達哥拉斯學派就研究過黃金分割率;早在1202年,義大利數學家斐波那契就發現了斐波那契數列。黃金分割率和斐波那契數列本來是一個古老的數學知識,最近幾年為什麼又重新火了呢?因為人們發現宇宙中有很多的現象與黃金分割率和斐波那契數列有關。
一條線段分為較長的一段與較短的一段,較長的一段與較短的一段之比等於全長與較長的一段之比,這個比例為1.618,就是黃金比例。當然,黃金比例並不是一個有理數,而是一個無理數,如同圓周率一樣,是一個無限不循環的小數。
黃金比例的數值有時候也被認為是0.618,就是因為黃金分割的神秘之處還在於黃金分割率的倒數是其本身減1,這就是說1.618:1與1:0.618的數值是一樣的。
黃金矩形
除了黃金比例之外,還有一個「黃金矩形」,如果一個矩形的長度是寬度的1.618倍,那麼就這個矩形就是黃金矩形。如果我們再把這個黃金矩形再切割,切割成一個正方形,使得正方形的邊長等於原矩形的寬,那麼,剩下來的小矩形依然是黃金矩形。以此類推,可以繼續分割下去,然後,我們在這些矩形中繪製弧線,會得到一個黃金螺旋線。
黃金螺旋線
黃金螺旋線,又稱斐波那契螺旋線。自然界中很多螺旋線與黃金螺旋線相似,比如,銀河系的旋臂、鸚鵡螺的貝殼、蜘蛛網的構造等等,甚至鷹在空中盤旋接近獵取的曲線,昆蟲接近光源的曲線都非常接近黃金螺旋線。
銀河系的外觀非常像黃金螺旋線
黃金分割率是一個數字,即1.618,那麼,自然界的很多現象符合黃金螺旋線,是不是意味著我們這個宇宙是被設計的呢?這就是最近幾年以來,黃金分割率和斐波那契數列重新火起來的一個很重要的原因之一。
斐波那契數列當中也有黃金分割率,什麼是斐波那契數列呢?公元13世紀之時,義大利數學家斐波那契發現了一個數列。假設一對兔子,從第3個月開始生育(假設兔子在第三個月發育成熟),每個月生一對小兔子,這些生育的小兔子,在出生以後的第3個月,也開始生育一對兔子,以此類推,那麼,整個兔子家族的對數總數,就形成了一對數列,這個數列就是斐波那契數列。可以表示為:
1,1,2,3,5,8,13,21,34,55……
斐波那契數列有一個規律,就是前兩個數的和等於後一個數。比如:1+1=2;1+2=3;2+3=5;5+8=13等等。
義大利數學家斐波那契
斐波那契數列在自然界也非常常見,例如,松果的表面有兩條螺旋線,一條是順時針的螺旋線,另外一條是逆時針的螺旋線。松果無論大小,順時針螺旋線與逆時針螺旋線的數目,總是斐波那契數列當中的兩個相鄰的數,即5—8;8—13,13—21;21—34;34—55。
向日葵種子的螺旋線也是這個特徵,5—8;8—13,13—21;21—34;34—55,絕對不會發現奇數列、偶數列、平方數列、立方數列,也不會發現其他的數列,如3—5;8—16,9—16等等。
斐波那契數列當中,還存在無限接近黃金分割率的特徵:
1,1,2,3,5,8,13,21,34,55……
第一個數與第二個數的比是,1:1=1
第二個數與第三個數的比是,1:2=0.5
第三個數與第四個數的比是,2:3=0.666(取近似值)
第四個數與第五個數的比是,5:8=0.625
第五個數與第六個數的比是,8:13=0.615
這個數字會越來越接近黃金分割率0.618。
我們人類的人體結構,也非常符合黃金比例,例如,頭頂至肚臍的長度與肚臍至腳底的長度之比就非常接近黃金分割率0.618。
人體身上也能找到黃金分割率
那麼,就引來了另外一個問題,既然宇宙中有很多的現象與黃金分割率和斐波那契數列有關。我們的這個宇宙是不是被設計的呢?其實並不是被更高等的文明設計的,這與能源的利用效率有關。
向日葵種子的排序所呈現出的螺旋數之所以符合斐波那契數列,是因為這樣的排序更有利於在提高光合作用效率的前提下,增加種子的密度。這樣的排序提高了種子的密度,那麼,在長期的進化過程中,這種向日葵就具有遺傳上的優勢。
古埃及人建造的金字塔
我們仔細觀察人類的工具也會發現一個現象,那就是螺絲是呈現出螺線型的,這樣做的目的是既能節省材料,又能最大限度地扣住物體的表面。
松果表面的螺旋數、向日葵的種子的排序非常符合斐波那契數列,植物的花瓣的個數往往也是斐波那契數列中的數字,3個花瓣、5個花瓣的花朵非常常見,蘆薈的葉片排列符號黃金螺旋線,但是,並不是所有的植物的外觀都符合斐波那契數列和黃金分割率,植物的外觀之所以符合斐波那契數列和黃金分割率,還與植物自身的具體的生長環境有關。從這個角度講,也可以排除宇宙是被智慧設計了的可能性。
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