金古桥奥特曼:0.618,遍布宇宙的黄金分割律

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           0.618,是一个充满无穷魔力的神秘数字,最早是由2500年前的毕达哥拉斯学派发现。由于它自身的比例能对人的视觉产生适度的刺激,后来被古希腊著名哲学家、美学家柏拉图誉为“黄金分割,”故0.618最初是因其比例在造型艺术上的悦目而得名。到了15世纪末期,法兰西教会的传教士路卡·巴乔里发现:金字塔之所以能屹立数千年不倒,主要原因与其高度和基座长度的比例有关,这个比例就是5:8,与0.618极其相似。有感于这个神秘比值的奥妙及价值,他将黄金分割又称“黄金比律”,后人简称“黄金比”、“黄金律”、“中外比”。
 一、奇妙的黄金分割
           黄金分割不但在数学中扮演着神奇的角色,而且在.美学、艺术、音乐、建筑、生物、自然等领域都可以找到它的踪迹。在日常生活中我们会看到,像书籍、国旗、桌面、电视屏幕等物品都很协调,其主要原因就是它们的长宽比例符合黄金分割。另外我们还发现,世界上最著名的许多建筑,其比例也都可以找到这个精灵的存在。无论是古埃及的金字塔和古希腊的帕特农神殿,还是印度的泰姬陵和法国的巴黎圣母院,尽管这些建筑风格各异,但在总体构图的设计方面,却都有意无意地运用了黄金分割法则。在动物和昆虫中也是这样,像犬、马、狮、虎、蝴蝶等看上去形体都很优美,其原因也是它们的比例大体上接近黄金分割。
           在我们人类中也是一样,凡是看上去体态优美的少女或体操运动员,其身材各部的比例也与黄金比相近。古希腊人认为:健康的人体是最完美的,而健康的人体中一定存在着各种优美、和谐的比例关系。另外我们还会发现,在晚会上凡是有经验的报幕员,一般都不会站在舞台的正中间,而是站在舞台一侧的0.618处。只有这样看起来,才会显得更加和谐悦目。这正如17世纪的英国美学家夏里兹所说:“凡是美的都是和谐的和比例合度的;凡是和谐和比例合度的就是真的,凡是既美而又真的也就是在结果上愉快和完善的。”这也正如古希腊的毕达哥拉斯所说:“凡是美的东西都具有共同的特征,那就是部分与部分及部分与整体之间的协调一致。”由此有人断言:凡符合黄金分割律的,也必会是最美和最合度的形体。
二、黄金分割在人体及植物中的体现
           黄金分割不但在艺术和美学的表现形式上让人赏心悦目,另外在我们人体和其它许多生物上也处处体现。我们知道:人体从头顶到脚底的肚脐部位之比是0.618;从肚脐以上到头顶的咽喉部位之比也是0.618;从脑前向后延伸至下顶叶处,是大脑处理数学思维、三维形象和空间关系的关键部位,而此处也正好是0.618;而臀宽与躯干的长度之比、上肢与下肢的长度之比、下肢与全身的长度之比、肩关节与肘关节的长度之比、肘关节与腕关节的长度之比、膝关节与踝关节的长度之比,以及心脏与胸腔之比、眼睛与脸部之比,也都奇妙地遵循着神秘的黄金比律。
           在以后又有人发现,人体的很多重要穴位以及健康、疾病、生长发育等都与黄金分割有关,就连医学和养生也与0.618有着千丝万缕的联系。如人体头顶至后脑的0.618处是百会穴;下颌到头顶的0.618处是天目穴;手指到手腕的0.618处是劳宫穴;脚后跟到脚趾的0.618处是涌泉穴;从脚底到头顶的0.618处是丹田穴……又比如,人的正常体温是37℃左右,但在外界温度是23℃时会感到最舒适。而在这个环境中,人体的生理功能、生活节奏及新陈代谢水平也都处于最佳状态。而37℃与23℃的比值也正好是0.618。我们知道,组成人体含量最多的物质是水,它占成年人体重的百分之六十几到百分之七十,其比值与黄金分割十分相似。而最神秘的巧合是我们生命中的DNA了,它的每个双螺旋结构中都包含有黄金分割,因为每个螺旋结构都是由长34个埃与宽21个埃之比组成,而它们的比率为1.6190476,非常接近黄金分割比的1.6180339。难怪有人猜测说:黄金分割是否就是宇宙中的遗传密码DNA呢?
           科学研究表明,大自然是最伟大的创作者和最优秀的设计师。在天地之间,大自然总是遵循至美和从简的原则,用最优化的设计来造化万物。在许许多多的植物中,无论是高大挺拔的乔木,还是矮小秀雅的灌木,它们所生长的形状一般都接近黄金分割的比例。在植物的茎干上,两张相邻的叶片夹角一般都是137°301,而这个角度恰好又是圆的黄金分割比。研究发现,这种夹角对植物的通风和采光效果最佳。另外在向日葵上,也包含有许多黄金比例的结构和原理。我们可以清楚地看到,在向日葵花盘上的瓜籽布局分有左21条,和右13条的两种螺旋排列,而21与13的比值正好是黄金分割的比值0.618。通过计算得知,向日葵籽的螺旋排列可在最小的面积上得到最大的数量。大自然简直是太神奇了,它的智慧让万物之灵的人类感到惊叹。为此威尼斯著名数学家帕乔里,将黄金分割誉为是“神”赐的比例。
三、自然界中的黄金分割
           0.618,这个神奇的数字确实是太不可思议了。随着人类对这一奇特比例的不断认识,发现它不仅仅在美学、建筑、生物上大量出现,而且在自然界及天文学中也都暗含着这个奇妙的比例结构。我们知道,在地球的北回归线附近是一条神秘地带,在这条地带上,有我国的庐山、黄山、峨眉山以及壮观的钱塘江大潮和长江;有著名的金字塔之谜、死海形成之谜、四川自贡恐龙灭绝之谜、大西洋诸岛沉没之谜、百慕大三角之谜、撒哈拉沙漠之谜以及美国的圣塔柯斯镇斜立之谜;有世界上最高的珠穆朗玛峰,有世界上最深的大西洋马里亚纳海沟和埃及的尼罗河。另外在这条神秘带上,历史上还出现过巴比伦文明、亚述文明以及神奇的苏美尔人……
近年来,许多国家的科学家投入了大量的人力、物力,都在研究这一地带的种种神秘现象,并提出了很多的假说。2000年9月,我国和美国科学家组成的联合考察队,也曾对北回归线附近的某些区域进行了大规模的科学考察。然而,至今还没有任何人能够完全破解这里的奥秘。不过,我们只要通过地球仪进行一下简单的测量计算就不难发现,北回归线附近的这条神秘地带,也正好落在地球的0.618处。黄金分割这一“神”赐予的比例,终于突破了原只有在几何学中悦目的范围之后,又在很多的领域体现出古希腊人寓意深远的种种神秘。
四、宇宙间的黄金分割
           我们知道,太阳系内目前共发现有九大行星。然而早在18世纪中叶,德国的自然科学家提丢斯就发现,如将0、3、6、12、24、48、96数列中的每个数加4,而得数用10来除,其结果是:
(0+4)÷10=0.4 (水星距离太阳实际0.387天文单位)
(3+4)÷10=0.7 (金星距离太阳实际0.723天文单位)
(6+4)÷10=1.0 (地球距离太阳实际1.000天文单位)
(12+4)÷10=1.6 (火星距离太阳实际1.524天文单位)
(24+4)÷10=2.8 (小行星带)
(48+4)÷10=5.2 (木星距离太阳实际5.203天文单位)
(96+4)÷10=10 (土星距离太阳实际9.56天文单位)
注:1个天文单位等于1.5亿千米
通过以上数字对比我们可以看出,提丢斯计算出的数值与各行星至太阳的实际距离确实是十分相近的。1766年,提丢斯在把《自然的探索》这本书从法文翻译成德文的时候,也顺便将他发现的这一规律加进书中。但此书出版后并没有引起人们的普遍关注。1772年,柏林天文台台长波得注意到了这-奇特的规律,并将它编写到《星空研究指南》一书中进行介绍,这就是后人经常提到的提丢斯—-波得定则。但需要说明的是:为什么是0、3、6、12、24、48这样的数列加4再用10来除而不是别的什么数?提丢斯和波得都没有做出任何解释。里面包含着什么奥秘?他们俩也都没有说明。
近年来,有人用黄金分割法来计算各行星至太阳的距离,其结果同样令人惊讶!(计算结果见下)
0.732×0.618=0.446(水星距太阳实际0.387天文单位)
1.000×0.618=0.618(金星距太阳实际0.723天文单位)
1.52×0.618=0.939(地球距太阳实际1.000天文单位)
2.80×0.618=1.73 (火星距离太阳实际1.52天文单位)
5.20×0.618=3.213(小行星带距太阳实际2.8天文单位)
9.54×0.618=5.89 (木星距太阳实际5.2天文单位)
19.2×0.618=11.86 (土星距太阳实际9.54天文单位)
30.1×0.618=18.601(天王星距太阳实际19.2天文单位)
从以上数字我们可以看出,除土星至太阳的实际距离误差稍大些外,其它行星至太阳的距离数值都还是很接近的。如果我们再考虑到各行星之间的相互引力及偏心率问题,计算数值会显得更要精确一些。如土星除受太阳的吸引力外,还要受木星巨大引力的影响,故它的实际距离小于计算值就不难理解了。当然,用黄金分割法计算各行星至太阳间的距离,同提丢斯—-波得定则一样,在海王星和冥王星的计算上受到了挑战,其原因还有待于继续分析研究。
我们知道,银河系是一个巨大的天体系统,其中恒星占了90%,气体和尘埃占了10%,而这些物质大部分汇聚在中央平面的附近绕银河中心运行。从侧面来看我们的银河系,它就像一个扁扁的铁饼,整个直径有25千秒差距至30千秒差距,而我们人类居住的地球和太阳系,就处在距银河系中心8.5千秒差距的地方。近年来又有人发现:我们的太阳系所在的位置,正好也是银河系半径的黄金分割带上。即:
27.5÷2×0.618=8.4975(千秒差距)
注:1、每千秒差距约为3300光年
2、27.5千秒差距是25千秒差距至30千秒差距的平均值
我们的银河系,是由两千亿颗恒星及行星组成。从概率角度讲,具备生物生存条件的行星肯定还有很多,但能够有像人类智慧的高等生物毕竟还是少数,至少目前我们还没有确凿的发现证据。那么我们是否可以这样认为,在银河系黄金分割带上的某些行星,是可以诞生出高等动物几率较大的生命摇篮呢?