大自然里,隐藏着最美妙的数学

大自然里,隐藏着最美妙的数学
亚里士多德曾说:数学格外地展现了秩序、对称和极限,而这些是美的极致形式。
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数学在我们的世界无处不在,不仅仅活跃在生产生活、学科知识的方方面面,也出现在大自然的每个角落,今天我们一起走进大自然,去感受数学之美。

雪 花

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和叶子一样,世界上没有两片雪花的形状是完全相同的。但神奇的是,它们每一片都是六边形,也是一个对称图案的完美代表。

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向 日 葵

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向日葵的种子,以一种奇特的排列方式是径向对称,被称为斐波纳契(Fibonacci)序列。它是通过将其前面的两个数字相加而确定每个数字的序列。例如:1,2,3,5,8,13,21,34,55等等。

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松 

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松果的排列步数几乎总是匹配一对连续的斐波那契数。例如,三到五个锥体沿着左螺旋三步走,后面五个步骤在后面相交。

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罗马尼亚西兰花

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罗马尼亚西兰花因为其颜值获得了很多人的喜爱,也抬高了自己的身价,它的生长就是呈对称性。

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蜂 巢

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蜂巢是一个自然对称的典型案例。蜜蜂是个技术高超的几何学建筑师。多少年来,人类一直赞叹蜂巢别具匠心的六边形结构。它最大限度地节约了空间,最少地用到了蜂蜡,最多地储存蜂蜜。

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蜘 蛛 网

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几乎所有的蜘蛛都能创造出近乎完美的圆形网,其具有近似相等的径向支撑,并且是从内向外呈螺旋形。一些科学家认为,这种天体蜘蛛网是为强度而建造的,径向对称有助于在蜘蛛猎物与网络接触时均匀地分布冲击力,减少裂痕。

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鹦 鹉 螺 壳

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和向日葵一样,鹦鹉螺也以斐波纳契螺旋生长,每一圈螺纹的长度都恰好等于里面两圈的长度之和。

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迁徙的丹顶鹤

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丹顶鹤总是成群结队迁飞,而且排成“人”字形,角度也永远是110度。更精确的计算还表明“人”字夹角的一半,即每边与鹤群前进的夹角度数54度44分8秒;而金刚石结晶体的角度也正好是54度44分8秒!

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珊 瑚 虫

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在自己身上记下“日历”,每年在体壁上“刻画”出365条环纹,一天“画”一条。生物学家发现,3.5亿年前的珊瑚虫每年“画”出400条环纹,天文学家告诉我们,当时的地球昼夜只有21.9小时,一年不是365天,而是400天。

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蝴 蝶

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蝴蝶之美,美在色彩斑斓绚烂,蝴蝶之美更是美在对称,美在恰当好处。甚至在数学中还有一个定理叫:蝴蝶定理。

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数学来源于生活,又高于生活,只要你有探究精神,定会有所收获。

—THE END—

来源:数感星球
编辑 ∑Gemini

原文始发于微信公众号(算法与数学之美):大自然里,隐藏着最美妙的数学

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  • 文本由 发表于 2021年2月9日21:12:23
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匿名

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