宇宙中最神秘的數字,小到地球大到宇宙,都有它的身影

宇宙間奇妙的黃金分割

0.618,是一個充滿無窮魔力的神秘數字,最早是由2500年前的畢達哥拉斯學派發現的。由於0.618自身的比例能對人的視覺產生適度的刺激,後來被古希臘著名哲學家、美學家柏拉圖譽為「黃金分割」,故0?618最初是因其比例在造型藝術上的悅目而得名。

到了15世紀末期,法蘭西教會的傳教士路卡·巴喬里發現:金字塔之所以能屹立數千年不倒,主要原因與其高度和基座長度的比例有關,

這個比例就是5:8,與0.618極其相似。有感於這個神秘比值的奧妙及價值,路卡·巴喬里將黃金分割又稱「黃金比律」,後人簡稱黃金比、黃金律、中外比。

奇妙的黃金分割

黃金分割不但在數學中扮演著神奇的角色,而且在美學、藝術、音樂、建築、生物、自然等領域都可以找到它的蹤跡。在日常生活中我們會看到,像書籍、國旗、桌面、電視屏幕等物品都很協調,其主要原因就是它們的長寬比例符合黃金分割。另外我們還發現,世界上最著名的許多建築,其比例也都可以找到這個精靈的存在。無論是古埃及的金字塔和古希臘的帕特農神殿,

還是印度的泰姬陵

和法國的巴黎聖母院

,儘管這些建築風格各異,但在總體構圖的設計方面,卻都有意無意地運用了黃金分割法則。在動物和昆蟲中也是這樣,像犬、馬、獅、虎、蝴蝶等看上去形體都很優美,其原因也是它們的比例大體上接近黃金分割。

在人類中也是一樣,凡是看上去體態優美的少女或體操運動員,其身體各部分的比例也與黃金比相近。古希臘人認為:健康的人體是最完美的,而健康的人體中一定存在著各種優美、和諧的比例關係。另外我們還會發現,在晚會上凡是有經驗的報幕員,一般都不會站在舞台的正中間,而是站在舞台一側的0.618處。只有這樣看起來,才會顯得更加和諧悅目。

這正如17世紀的英國美學家夏里茲所說:「凡是美的都是和諧的和比例合度的,凡是和諧和比例合度的就是真的,凡是既美而又真的也就是在結果上愉快和完善的。」這也正如古希臘的畢達哥拉斯所說:「

凡是美的東西都具有共同的特徵,那就是部分與部分及部分與整體之間的協調一致。」由此有人斷言:凡符合黃金分割律的,也必會是最美和最合度的形體。

人體及植物中的體現

黃金分割不但在藝術和美學的表現形式上讓人賞心悅目,另外在我們人體和其他許多生物上也處處體現。我們知道:人體從頭頂到腳底的肚臍部位之比是0.618;從肚臍以上到頭頂的咽喉部位之比也是0.618;從腦前向後延伸至下頂葉處,是大腦處理數學思維、三維形象和空間關係的關鍵部位,而此處也正好是0.618;而臀寬與軀幹的長度之比、上肢與下肢的長度之比、下肢與全身的長度之比、肩關節與肘關節的長度之比、肘關節與腕關節的長度之比、膝關節與踝關節的長度之比以及心臟與胸腔之比、眼睛與臉部之比,也都奇妙地遵循著神秘的黃金比律。

在以後又有人發現,人體的很多重要穴位以及健康、疾病、生長發育等都與黃金分割有關,就連醫學和養生也與0.618有著千絲萬縷的聯繫。如人體頭頂至後腦的0.618處是百會穴;下頜到頭頂的0.618處是天目穴;手指到手腕的0.618處是勞宮穴;腳後跟到腳趾的0.618處是湧泉穴;從腳底到頭頂的0.618處是丹田穴……又比如,人的正常體溫是37℃左右,但在外界溫度是23℃時會感到最舒適。而在這個環境中,人體的生理功能、生活節奏及新陳代謝水平也都處於最佳狀態。而23與37的比值也正好是0.618。我們知道,組成人體最多的物質是水,它占成年人體重的60%-70%,其比值與黃金分割十分相似。而最神秘的巧合是我們生命中的DNA了,它的每個雙螺旋結構中都包含有黃金分割,因為每個螺旋結構都是由長21埃與寬34埃組成,而它們的比率為0.6190476,

非常接近黃金分割比的0.6180339。難怪有人猜測說:黃金分割是否就是宇宙中的遺傳密碼DNA呢?

科學研究表明,大自然是最偉大的創作者和最優秀的設計師。在天地之問,大自然總是遵循至美和從簡的原則,用最優化的設計來造化萬物。在許許多多的植物中,無論是高大挺拔的喬木,還是矮小秀雅的灌木,它們所生長的形狀一般都接近黃金分割的比例。在植物的莖桿上,兩張相鄰的葉片夾角一般都是137030′,

而這個角度恰好又是圓的黃金分割比。研究發現,這種夾角對植物的通風和採光效果最佳。另外在向日葵上,也包含有許多黃金比例的結構和原理。我們可以清楚地看到,在向日葵花盤上的瓜子布局分別有左21條和右13條的兩種螺旋排列,而13與21的比值非常接近黃金分割的比值0.618。通過計算得知,向日葵籽的螺旋排列可在最小的面積上得到最大的數量。大自然簡直是太神奇了,它的智慧讓萬物之靈的人類感到驚嘆。為此,威尼斯著名數學家帕喬里將黃金分割譽為是「神」賜的比例。

自然界中的黃金分割

0.618,這個神奇的數字確實是太不可思議了。隨著人類對這一奇特比例的不斷認識,發現它不僅僅在美學、建築、生物上大量出現,而且在自然界及天文學中也都暗含著這個奇妙的比例結構。我們知道,在地球的北回歸線附近是一條神秘地帶,在這條地帶上,有中國的廬山、黃山、蛾眉山以及壯觀的錢塘江大潮和長江;有著名的金字塔之謎、死海形成之謎、四川自貢恐龍滅絕之謎、大西洋諸島沉沒之謎、百慕大三角之謎、撒哈拉沙漠之謎以及美國的聖塔柯斯鎮斜立之謎;有世界上最高的珠穆朗瑪峰,有世界上最深的大西洋馬里亞納海溝和埃及的尼羅河。另外在這條神秘帶上,歷史上還出現過巴比倫文明、亞述文明以及神奇的蘇美爾人……

近年來,許多國家的科學家投入了大量的人力、物力,都在研究這一地帶的種種神秘現象,並提出了很多的假說。中國和美國科學家組成的聯合考察隊,也曾對北回歸線附近的某些區域進行了大規模的科學考察。然而,至今還沒有任何人能夠完全破解這裡的奧秘。不過,我們只要通過地球儀進行一下簡單的測量計算就不難發現,北回歸線附近的這條神秘地帶,也正好落在地球的0.618處。黃金分割這一「神」賜予的比例,終於突破了原來在幾何學中悅目的範圍,又在很多的領域體現出古希臘人寓意深遠的種種神秘。

宇宙問的黃金分割

早在18世紀中葉,德國的自然科學家提丟斯就發現,如將0、3、6、12、24、48、96數列中的每個數加4,而得數用10來除,其結果是:

(0+40)÷10=0.4(水星距離太陽實際0.387天文單位)

(3+4)÷10=0.7(金星距離太陽實際0.723天文單位)

(6+4)÷10=0.1(地球距離太陽實際1.000天文單位)

(12+4)÷10=1.6(火星距離太陽實際1.524天文單位)

(24+4)÷10=2.8(小行星帶距太空實際2.8天文單位)

(48+4)÷10=5.2(木星距離太陽實際5.203天文單位)

(96+4)÷10=10(土星距離太陽實際9.56天文單位)

通過以上數字對比我們可以看出,提丟斯計算出的數值與各行星至太陽的實際距離確實是十分相近的。1766年,提丟斯在把《自然的探索》這本書從法文翻譯成德文的時候,也順便將他發現的這一規律加進書中,但此書出版後並沒有引起人們的普遍關注。1772年,柏林天文台台長彼得注意到了這一奇特的規律,並將它編寫到《星空研究指南》一書中進行介紹,這就是後人經常提到的提丟斯一彼得定則。但需要說明的是:為什麼是0、3、6、12、24、48這樣的數列加4再用10來除而不是別的什麼數?提丟斯和彼得都沒有做出任何解釋。裡面包含著什麼奧秘?他們倆也都沒有說明。

近年來,有人用黃金分割法來計算各行星至太陽的距離,結果同樣令人驚訝!計算結果見下:

0.732×0.618=0.452(水星距太陽實際0.387天文單位)。

1.000×0.618=0.618(金星距太陽實際0.723天文單位)

1.52×0.618=0.939(地球距太陽實際1.000天文單位)

2.80×0.618=1.73(火星距離太陽實際1.52天文單位)

5.20×0.618=3.213(小行星帶距太陽實際2.8天文單位)

9.54×0.618=5.89(木星距太陽實際52天文單位)

19.2×0.618=11.86(土星距太陽實際9.54天文單位)

30.1×0.618=18.601(天王星距太陽實際19.2天文單位)

從以上數字我們可以看出,除土星至太陽的實際距離誤差稍大些外,其他行星至太陽的距離數值都還是很接近的。如果我們再考慮到各行星之間的相互引力及偏心率問題,計算數值會顯得更要精確一些。如土星除受太陽的吸引力外,還要受木星巨大引力的影響,故它的實際距離小於計算值就不難理解了。當然,用黃金分割法計算各行星至太陽間的距離,同提丟斯一彼得定則一樣,在海王星和冥王星的計算上受到了挑戰,其原因還有待於分析。

我們知道,銀河系

是一個巨大的天體系統,其中恆星佔了90%,氣體和塵埃佔了10%,而這些物質大部分匯聚在中央平面的附近繞銀河中心運行。從側面來看我們的銀河系,它就像一個扁扁的鐵餅,整個直徑有25千秒差距-30千秒差距。而我們人類居住的地球和太陽系,就處在距銀河系中心8.5千秒差距的地方。近年來又有人發現:我們的太陽系所在的位置,正好也在銀河系半徑的黃金分割帶上。即:27.5÷2×0.618=8.4975(千秒差距)

我們的銀河系,是由2000億顆恆星及行星組成。從概率角度講,具備生物生存條件的行星肯定還有很多,但能夠有像人類智慧的高等生物畢竟還是少數,至少目前我們還沒有確鑿的發現證據。那麼我們是否可以這樣認為,在銀河系黃金分割帶上的某些行星,可以誕生出高等動物的生命搖籃呢?

我們知道,愛因斯坦是20世紀最偉大的物理學家。

在他的後半生,愛因斯坦想尋找到一個能在自然界解決很多問題並是宇宙間普遍規律的最簡算式。遺憾的是愛因斯坦耗盡了心血,直到他逝世也沒有找到。我們今天在這裡猜想:黃金分割律,是否就是愛因斯坦想要尋找的最簡算式呢?


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