身邊的數(shù)學(xué)家

【摘 要】有人說(shuō)數(shù)學(xué)很抽象，很枯燥，然而在我們的生活中卻處處飄蕩著數(shù)學(xué)的身影。留心處處皆學(xué)問(wèn)，本文將從我們身邊的動(dòng)物，植物，自然，人文科學(xué)等方面詮釋身邊的數(shù)學(xué)家，數(shù)學(xué)就在我們的眼皮底下，從而印證了數(shù)學(xué)之美妙。正如華羅庚所說(shuō)——數(shù)學(xué)是壯麗多彩，千姿百態(tài)，引人入勝的。萬(wàn)事萬(wàn)物均以自己的數(shù)學(xué)形式向前邁步。讓我們一起去發(fā)現(xiàn)隱藏于大自然中的數(shù)學(xué)家吧。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)；美；自然

我們所生活的大自然本身就是一個(gè)統(tǒng)一的整體，處處充滿著和諧、協(xié)調(diào)。我們所生活的的周圍天生就是一位最偉大的天才數(shù)學(xué)家，令人類不得不肅然起敬。讓我們與周圍的“數(shù)學(xué)家”結(jié)親，去領(lǐng)略生活在美妙深邃的世界里的數(shù)學(xué)奇緣吧。

一、“動(dòng)物”數(shù)學(xué)家

蜘蛛——隱藏在角落里低調(diào)的研究自己的數(shù)學(xué)的數(shù)學(xué)家，默默地編織屬于它自己的數(shù)學(xué)之網(wǎng)，在夕陽(yáng)的余暉下，顯示自己獨(dú)特的美。蜘蛛網(wǎng)，那些富有靈性的曲線，從中心放射出去，位于兩條相鄰半徑間的弦互相平行，沿半徑的所有同位角全都相等.如此眾多的曲線團(tuán)結(jié)一心，形成等角螺線.。蜘蛛家們利用等角螺線.的優(yōu)良性質(zhì)，將自己所管轄的疆域即經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠的擴(kuò)展到最大，它不僅強(qiáng)韌而且使用的原材料最少。類似的還有牛角螺旋，蝸牛的金縷玉衣——蝸牛殼螺旋。

“不論平地與山間，無(wú)限風(fēng)光盡被占”的蜜蜂，也是一位天才數(shù)學(xué)家。經(jīng)典數(shù)學(xué)表明：在眾多正多邊形中只有等邊三角形、正方形、正六邊形才能夠鑲嵌成完整的平面。而且這三種特殊的正多邊形周長(zhǎng)相等時(shí)，只有正六邊形點(diǎn)的面積獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。換句話說(shuō)，使用相等的墻體材料，砌成的六邊形建筑物可以獲得最大的空間。蜜蜂這位勤勞的數(shù)學(xué)家正是利用這個(gè)原理，將自己的棲息根據(jù)地筑成正六邊形——這樣更好的使蜂蠟用在刀印上。類似的還有長(zhǎng)壽之星——烏龜，他的盔甲就是有13塊正六邊形的構(gòu)造的。

丹頂鶴是一種具有遷徙特性的珍稀候鳥(niǎo)，總是成群結(jié)隊(duì)的遷飛。遷飛時(shí)，總是排成“人”字隊(duì)形，而“人”字形的夾角總是保持著110度左右。更奇妙的是，每邊與丹頂鶴群前進(jìn)的夾角為54度44分8秒，而金剛石晶體的角度也恰好是54度44分8秒。寒冬里，貓兒們蜷縮成一個(gè)球形進(jìn)入夢(mèng)鄉(xiāng)，這是因?yàn)轶w積一定的物體，球形所占的表面積最小，從而散失的熱量最少，被人類所奴役的貓兒們竟然也是一位數(shù)學(xué)家。

二、“植物”數(shù)學(xué)家

一葉飄零而知秋，一片葉子的飄落理應(yīng)完完全全是它自己的事情，并不涉及其它的葉片的狀況。因此它無(wú)需關(guān)注整棵樹(shù)葉如何飄落，但是在無(wú)窮多片樹(shù)葉中，落葉數(shù)量與其對(duì)樹(shù)心的距離竟然程“高斯分布”（正則分布）。當(dāng)新的嫩葉從植物的頂端長(zhǎng)出時(shí)總是沿著與枝干四周舊葉呈137.5 度的夾角（優(yōu)角為222.5度）方向生長(zhǎng)，這些角度中藏著什么樣的神奇“密碼”呢？137.5/222.5≈0.618，即黃金分割率蘊(yùn)藏其中。菠蘿外皮一個(gè)個(gè)金色鉆石結(jié)構(gòu)，斜向左下8列，斜向右下有13列，并且是正六邊形的的結(jié)構(gòu)體制，完全可以顯示出植物“數(shù)學(xué)家”高超的經(jīng)濟(jì)頭腦。

松塔鱗片是以賦有數(shù)學(xué)內(nèi)涵的螺旋狀排列，松塔鱗片是以螺旋狀排列。小型的松塔是向右或向左排出5列，反方向則有8列，較細(xì)長(zhǎng)松塔的螺旋狀是8列和13列。部分德國(guó)云杉的松塔螺旋狀是3列和5列。向日葵種子排成左34支、右55支的螺旋狀。將上述各項(xiàng)數(shù)值由較小值起依序排列，則是3、5、8、13、21、34、55，斐波那契數(shù)列神秘的出現(xiàn)了，至于說(shuō)為什么為什么會(huì)出現(xiàn)這么奇怪的現(xiàn)象呢？原來(lái)植物數(shù)學(xué)家們也是審美與追求美的能手，前一項(xiàng)比上一項(xiàng)■，■，■......內(nèi)心的深處趨向于一個(gè)極限，也就是傳說(shuō)中的“黃金比例”，為，類似的的還有“三部結(jié)合”，剝開(kāi)一只美眉似地香蕉，它的內(nèi)芯其實(shí)是由三塊組合而成的，彼此交角度，玉米粒的排列，魚(yú)鱗的疊合也都體現(xiàn)了“三部結(jié)合”的特征。

三、“自然”數(shù)學(xué)家

生機(jī)勃勃的大自然充滿著朝氣與活力，并且它是聰明至極的，比如太陽(yáng)，它所發(fā)出的光以極快的速度沿著直線傳播，將溫暖送給大地。太陽(yáng)無(wú)私的奉獻(xiàn)光和熱，好想知道茫茫蒼宇的某個(gè)角落需要它的普照，只有它的光和熱才能讓那個(gè)世界擁有黎明和希望。好像“光”知道兩點(diǎn)之間直線段最短，當(dāng)遇到地球免疫保護(hù)層——大氣圈阻撓的時(shí)候，“光”也不會(huì)莽撞，它會(huì)換個(gè)思路，形成“折射”將光明和溫暖以最短的時(shí)間最高的效率無(wú)償給予地球。

水蒸氣自由自在飄蕩在高空的天堂，由于散漫成性，毫無(wú)規(guī)矩，于是上帝命令“冷氣大神”將“水蒸氣”收服并打下凡間經(jīng)歷磨難，待時(shí)機(jī)受熱成熟，重返天堂。水蒸氣經(jīng)過(guò)高空的洗禮變成了一個(gè)個(gè)規(guī)規(guī)矩矩潔白無(wú)瑕的正六邊形雪花隨風(fēng)而下，將來(lái)年豐收的喜訊提前告知人類，大功一件。難道這一朵朵的雪花懂得幾何，了解數(shù)學(xué)？形成純潔美麗的圖案，映入眼簾，甚是壯觀。

有一段數(shù)量巨大的六棱石柱巍然屹立在大東北長(zhǎng)白山的某個(gè)角落里，聽(tīng)說(shuō)那是自然形成的，為什么是“六棱”石柱？難道大自然也是一位天才數(shù)學(xué)家？答案顯然是肯定的。一個(gè)個(gè)的金屬晶體的微觀世界，基本上都符合最密堆積結(jié)構(gòu)，使得他們利用最小的空間就能組合成宏觀的美妙的整體。它們一個(gè)個(gè)的微小原子雖然沒(méi)有生命，卻擁有“數(shù)學(xué)家”般的頭腦，學(xué)會(huì)了給整個(gè)地球節(jié)省空間，以高效的空間利用率完成組成整體的使命，可敬可佩也?？蓯?ài)的樹(shù)木每長(zhǎng)一歲，身上的紋身就會(huì)多一條曲線，默默地計(jì)算著最原始的數(shù)學(xué)加法。

四、“人文”數(shù)學(xué)家

“兩個(gè)”黃鸝鳴翠柳，“一”行白鷺上青天?！耙弧彼o(hù)田將綠繞，“兩”山排闥送青來(lái)。“一”寸丹心圖報(bào)國(guó)，“兩”行清淚為思親等一系列名句都有數(shù)學(xué)的身影。

在我國(guó)古代文學(xué)中，稱帝王為九五之尊，九乃至陽(yáng)之?dāng)?shù)，五為中庸之道。還記得《西游記》中孫悟空的金箍棒3600斤，為9乘以4千斤，而非9乘以5千斤，所以孫悟空不能當(dāng)九五之尊，不能當(dāng)玉帝了，還好有齊天大圣伴他左右。難道吳承恩老先生當(dāng)年就知道這其中的奧秘？

蒙娜麗莎以其神秘的微笑令多少人神魂顛倒，請(qǐng)仔細(xì)觀察那副曠世之作《蒙娜麗莎的微笑》不知道暗藏了多少的“黃金比例”！類似的還有埃及金字塔，希臘帕臺(tái)農(nóng)神廟等一些建筑都都“黃金分割”的身影。

造物主更是一位偉大的數(shù)學(xué)家，他通曉對(duì)稱美，所以我們有雙耳，雙眼，雙手，雙腳。他掌握曲線美，所以有了人眼部的指數(shù)曲線，唇與額的自然放射曲線，腰與臀的反向曲線等。他知道黃金分割美，所以人體有了很多個(gè)黃金比例。

五、總結(jié)

數(shù)學(xué)并不神秘，就在我們的身邊，數(shù)學(xué)是美的，它的對(duì)稱美，和諧美，黃金比例美等都能讓我們回味終身。只要我們善于觀察，數(shù)學(xué)里更多的美，更多的奧妙將會(huì)情不自禁的浮現(xiàn)在我們面前。古希臘著名的數(shù)學(xué)家普羅科斯有一句扣人心弦的話“哪里有數(shù)，哪里就有美”。而生活處處有“數(shù)”，那就讓我們?nèi)ふ野l(fā)現(xiàn)沒(méi)的眼睛吧，let’s go！

【參考文獻(xiàn)】

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