所謂黃金分割,指的是把長(zhǎng)為L(zhǎng)的線段分為兩部分,使其中一部分對(duì)于全部之比,等于另一部分對(duì)于該部分之比。而計(jì)算黃金分割最簡(jiǎn)單的方法,是計(jì)算斐波拉契數(shù)列1,1,2,3,5,8,13,21,…后二數(shù)之比2/3,3/5,5/8,8/13,13/21,…早在公元前6世紀(jì),古希臘數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯就發(fā)現(xiàn)了在這種分割狀態(tài)下存在的一種和諧的美,而且在我們的生活中無(wú)處不在。
黃金比例與人體
“黃金比例”0.618是一個(gè)美的數(shù)字,與人體健美密不可分。
在身體中。肚臍以下的長(zhǎng)度與身高之比接近0.618。其中少數(shù)人身體的這個(gè)比值完全等于這個(gè)黃金比例,被譽(yù)為“標(biāo)準(zhǔn)美人”。
需要特別一提的是肚臍,它不但位居身體的“黃金點(diǎn)”,而且還可以稱之為醫(yī)療效果的“黃金點(diǎn)”。許多名醫(yī)就是用中草藥制成“兜肚”。在肚臍上貼藥來(lái)治療某些疾病的。
對(duì)于人來(lái)說(shuō)。最感到舒適愜意的氣溫大約為22℃~24℃,它是正常體溫37℃的黃金比例(37x0.618=23),在這種環(huán)境溫度下。人體的新陳代謝、生活節(jié)奏、生理機(jī)能均處于最佳的狀態(tài)。
春天里萬(wàn)物復(fù)蘇,氣象萬(wàn)千,不少人喜歡選擇在這個(gè)季節(jié)結(jié)婚。然而從黃金比例來(lái)看,結(jié)婚的時(shí)間應(yīng)該是一年12個(gè)月的0.618處,以7月底或8月初(12x0.618=7.16)為宜。因?yàn)槿说拿庖吡υ谶@個(gè)時(shí)候最強(qiáng),因此患病最少。
不少人推崇“生命在于運(yùn)動(dòng)”。強(qiáng)調(diào)只有動(dòng)才能防衰。然而也有人提出“生命在于靜養(yǎng)”,認(rèn)為長(zhǎng)壽的秘訣離不開靜養(yǎng)存精。事實(shí)上。這兩種觀點(diǎn)都不全面,只有動(dòng)靜相宜,才對(duì)健康有利。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),動(dòng)和靜也是一個(gè)0.618的比例關(guān)系,即日常所說(shuō)的“四分動(dòng)六分靜”,才算得上最佳的養(yǎng)生方法。在飲食中,也有黃金比例。例如,飯吃六七成飽,不會(huì)患胃病,能夠長(zhǎng)壽。
黃金比例與藝術(shù)
在藝術(shù)史上,幾乎所有的杰出作品都不謀而合地驗(yàn)證了這一著名的黃金分割律,無(wú)論是紐約聯(lián)合國(guó)大樓,還是中國(guó)古代的兵馬俑。它們的垂直線與水平線之間竟然完全符合黃金比例。公元前3 000年建造的胡夫大金字塔。其原高度與底部邊長(zhǎng)約為1:1.6;公元前5世紀(jì)建造的莊嚴(yán)肅穆的雅典巴特農(nóng)神殿,其正面高度與寬度之比約為1:1.6;這種比例也被嚴(yán)格地應(yīng)用于藝術(shù)創(chuàng)作中。尤其是文藝復(fù)興時(shí)期的古典畫作中。如達(dá)·芬奇的《維特魯威人》,達(dá)維特的《薩平婦女》和米勒的《拾穗者》的構(gòu)圖,都是按照黃金分割嚴(yán)格安排的。中國(guó)古代畫論中所說(shuō)“丈山尺樹。寸馬分人”講了山水畫中山、樹、馬、人的大致比例,其實(shí)也是根據(jù)黃金分割而來(lái)。在貝多芬、莫扎特、巴赫等音樂(lè)家的作品里也都流淌著黃金分割的完美和諧。我國(guó)的故宮建筑設(shè)計(jì)中也有不少這種黃金分割的存在。
黃金比例與自然
黃金比例與植物和動(dòng)物都有著驚人的聯(lián)系。在樹木、綠葉、紅花、碩果中,都存在黃金比例。一棵小樹如果始終保持著幼時(shí)增高和長(zhǎng)粗的比例。那么最終會(huì)因?yàn)樽约旱摹凹?xì)高個(gè)子”而倒下。為了能在大自然的風(fēng)霜雨雪中生存下來(lái),它選擇了長(zhǎng)高和長(zhǎng)粗的最佳比例,即黃金比例0.618。在小麥或水稻的莖節(jié)上,可以看到其相鄰兩節(jié)之比為1:1.618,這又是一個(gè)黃金比例。
許多植物的葉片、枝頭或花瓣,也都是按黃金比例分布的。我們從上往下看,不難發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象,它們把水平面360~的角分為大約222.5°和137.5°(兩者的比例約為黃金比例0.618)。也就是說(shuō),任意兩相鄰的葉片、枝頭或花瓣都沿著這兩個(gè)角度伸展。這樣一來(lái),盡管它們不斷輪生,卻互不重疊,確保了光合作用。
如果仔細(xì)加以觀察,也能在菠蘿的表層數(shù)出向左旋轉(zhuǎn)的圓有13圈,向右轉(zhuǎn)的圓是8圈;松樹上結(jié)的松球要么是21和13,要么是34和21;向日葵的花盤盡管有大有小,不盡相同,可是葵花子的數(shù)量卻都是34、55、89……上面所涉及的8、13、21、34、55、89都是斐波那契數(shù)列中的數(shù)字,真是太有趣了。
蘋果是一種常見的水果,同樣體現(xiàn)著黃金比例。如果用小刀沿著水平方向把蘋果攔腰橫切開來(lái)。便能在橫切面上清晰地看到呈五角星形排列的內(nèi)核。在將5粒核編好A、B、C、D、E的序號(hào)后,就可以發(fā)現(xiàn)核A端尖與核B端尖之間的距離與核A端尖與核C端尖之間的距離之比,正是黃金比例。即0.618。
黃金比例與戰(zhàn)爭(zhēng)
軍事專家發(fā)現(xiàn),0.618還與戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)下了不解之緣,有時(shí)它對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)會(huì)產(chǎn)生重大的影響。
成吉思汗的蒙古騎兵來(lái)勢(shì)兇猛,所向無(wú)敵。研究表明,他之所以能夠成為戰(zhàn)爭(zhēng)中的“一代天驕”,在于把戰(zhàn)斗編配結(jié)構(gòu)確定在0.618上。與西方傳統(tǒng)的方陣截然不同,蒙古騎兵的戰(zhàn)斗隊(duì)形在五排制陣形中,重騎兵和輕騎兵的比例為2:3。
當(dāng)發(fā)射子彈的步槍剛剛制造出來(lái)的時(shí)候,它的槍把和槍身的長(zhǎng)度比例很不科學(xué)合理,很不方便于抓握和瞄準(zhǔn)。到了1918年,一個(gè)名叫阿爾文·約克的美國(guó)遠(yuǎn)征軍下士對(duì)這種步槍進(jìn)行了改造。改進(jìn)后的槍型。槍把和槍身的比例恰恰符合0.618的比例。
一代梟雄拿破侖大帝可能怎么也不會(huì)想到,他的命運(yùn)會(huì)與0.618緊緊地聯(lián)系在一起。1812年6月,正是莫斯科一年中氣候最為涼爽宜人的夏季,在未能消滅俄軍有生力量的博羅金諾戰(zhàn)役后,拿破侖于此時(shí)率領(lǐng)著他的大軍進(jìn)入了莫斯科。這時(shí)的他可謂躊躇滿志。不可一世。他并未意識(shí)到,天才和運(yùn)氣此時(shí)也正從他身上一點(diǎn)點(diǎn)地消失,他一生事業(yè)的頂峰和轉(zhuǎn)折點(diǎn)正在同時(shí)到來(lái)。后來(lái)。法軍便在大雪紛揚(yáng)、寒風(fēng)呼嘯中灰溜溜地撤離了莫斯科。三個(gè)月的勝利進(jìn)軍加上兩個(gè)月的盛極而衰,從時(shí)間軸上看。法蘭西皇帝透過(guò)熊熊烈焰俯瞰莫斯科城時(shí),腳下正好就踩著黃金分割線。
數(shù)學(xué)教學(xué)通訊·初中版2008年4期