万物皆数丨大自然中的数学
万物皆数丨大自然中的数学
在大自然的鬼斧神工中，隐藏着许多令人惊叹的数学奥秘。从螺线到蜘蛛网，从珊瑚虫到丹顶鹤，这些看似平凡的自然现象背后，都蕴含着深刻的数学规律。让我们一起探索这些奇妙的数学之美。
螺线的特性要通过与圆的比较才能有深刻的感受，圆还是一条封闭的曲线，圆上的所有点都跟圆心等距离，而另一方面，螺线却有一个始点，而且围着它不断地绕下去，其长度是无限的，它是一条开放性的曲线，始点与终点不连接在一起.螺线上的点也不像圆那样与它的极点(始点)等距离。
螺线有二维和三维之分:它不是由分离的同心圆形成的，而是由单纯的沟漕构成的，当螺线围着像圆柱或圆锥那样的物体缠绕时便形成了空间的三维螺线，就像DNA分子、螺丝钉或螺丝锥那样，三维螺线我们又称螺旋。
螺线是一种令人兴奋的曲线，无论是从数学上加以研究，还是在自然现象的生成中和其他领域中发现它的踪影及其联系，这些领域包括:有蔓植物、贝壳、旋风、飓风、骨的构造、旋涡、银河系、蜘蛛网、建筑和艺术图案等。
你有没有观察过一片叶子，对它为什么能够精确地分成两半而感到奇怪?你有没有注意到各种花的花瓣生成的完美造型?你有没有注意到某些贝壳和松果的螺旋形生长模式?面对奇迹纷呈的自然界，我们中的大多数人往往认为数学只是人类的专利，其实自然界中也存在许多名不见经传的“数学家”。
而蜘蛛结的“八卦”网，既复杂又非常美丽。这种八角形的几何图案，即使木工师傅用直尺和圆规也难画得那样匀称。
珊瑚虫是“代数天才”它在自己身上记下“日历”，每年在体壁上“刻画”出365 条环纹，一天“画”一条。古生物学家发现，三亿五千年前的珊瑚虫每年“画”出 400幅水彩画。天文学家告诉我们，当时一昼夜只有21.9小时，一年不是365天而是400天。
除了这些既定的规律以外，还有许多也许是巧合，也许是大自然有意为之。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!是巧合还是大自然的某种“默契”，这个问题留待将来探讨。
同样的，科学研究表明，植物的花瓣，萼片，果实的数目都非常吻合于一个奇特的数列———斐波那契数列。1，1，2，3，5....
透过以上的种种，我们可以了解，数学并非是被发明出来的，而是被发现的。自然界中许多事物都与数学之间存在着密切的联系，它们一同为人类文明对于“数”的研究添砖加瓦。
让我们一同于浩瀚的数学之海遨游
探寻数学的奥秘