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2023-01-31
更新時間:2022-11-06 08:31:27作者:智慧百科
數(shù)學(xué)中有一個神奇的比例,被譽為“黃金比例”。
黃金比例,又稱黃金分割比,是一個數(shù)學(xué)常數(shù),也是一個無理數(shù),無法被表示成任何分?jǐn)?shù),甚至很難用分?jǐn)?shù)來近似表示,其值大約為:0.618,應(yīng)用時一般取0.618:1。
0.618、1.618也被稱作黃金分割率(Golden Section)。
黃金比例最常表示為黃金矩形,一個邊長比為 1.618:1 的矩形。
黃金矩形有一個特性:如果切掉一個正方形,又會得到另一個較小的黃金矩形。
如上圖,還可以衍生出一種黃金螺旋。
西人將這種黃金螺旋又稱為“斐波那契螺旋”
人們熟知的五角星,也是符合黃金比例的五個三角形組成的。
黃金比例在自然界中也是存在的。
有人專門研究過向日葵,發(fā)現(xiàn)有的向日葵花有89個花瓣,55個朝一方,為右旋;34個朝向另一方,為左旋。
34除以55等于多少?
恰好約等于0.618。
向日葵種子的生長螺紋是左旋和右旋的兩組交錯等角螺線,有小一點的向日葵,有55個花瓣,21個花瓣朝向一邊,34個花瓣朝向另外一邊,右21道與左旋34 道,1:1.618 趨近黃金比例。
更大的向日葵則有89和144、144和233的排列數(shù),也是黃金比例。
蜜蜂,也會按照黃金比例建造六角柱狀體蜂房,堅固又省料。
當(dāng)然,除了六邊形的規(guī)則蜂房,蜜蜂也會建造不規(guī)則形狀的蜂房,其中以五邊形和七邊形居多(占比高達(dá)92%以上),并且五邊蜂房和七邊形蜂房往往成對出現(xiàn)。
這種五邊形與七變形配對出現(xiàn)的情況,同樣也出現(xiàn)在石墨烯晶界中。
石墨烯晶界中,晶格合并時出現(xiàn)的五邊形與七邊形的配對模式
丹頂鶴成群結(jié)隊遷徙時,排列成“人”字形,其夾角為110°。“人”字形夾角的一半,即每邊與鶴群前進(jìn)方向的夾角為55度44分8秒。
有趣的是,這個角度恰好與金剛石晶體的角度一模一樣。
蜘蛛是天生的布網(wǎng)高手,會按照黃金比例編織復(fù)雜的八卦形蛛網(wǎng)。
海螺的形狀也符合黃金螺旋
西人為了渲染自己的歷史和數(shù)學(xué)源遠(yuǎn)流長,刻意夸大、神話黃金比例,將它美譽為建筑和藝術(shù)中最自然、最協(xié)調(diào)、最美麗的比例,并宣稱其在古希臘和古埃及的建筑與藝術(shù)、達(dá)芬奇的畫作以及許多研究資料中廣泛應(yīng)用,以此來增加歷史氣息和久遠(yuǎn)的神秘感。
如圖,古希臘建筑帕特農(nóng)神殿,其正面勾勒出一個長方形,兩邊長度便是根據(jù)“黃金比例”。
古埃及的金字塔大小雖有不同,但是金字塔底面的邊長與高的比率都接近于0.618。
金字塔的幾何形狀有五個面,八個邊,總數(shù)為十三個層面。由任何一邊看進(jìn)去,都可以看到三個層面。金字塔的長度為5813寸(5-8-13),而高底和底面百分比率是0.618,那即是上述神秘數(shù)字的任何兩個連續(xù)的比率,譬如55/89=0.618,89/144=0.618 ,144/233=0.618。
另外,一個金字塔五角塔的任何一邊長度都等于這個五角型對角線(Diagonal)的0.618。
哇,全是黃金分割,好有趣??!
不僅“歷史悠久”的古希臘建筑、古埃及金字塔按照黃金比例建造,就連近代法國著名的埃菲爾鐵塔,其第二層以下和第二層以上的高度比率都是0.618,也是按照黃金比例建造。
此外,巴黎圣母院也是按照黃金比例建造。
由此,西方在黃金分割的路上一路狂奔,從建筑到藝術(shù),大量應(yīng)用。
達(dá)·芬奇的作品《維特魯威人》,據(jù)說這幅畫解釋了菲波納奇比率與人體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
西吹們得意洋洋地說,知道為什么這作品看起來有說不出的和諧感嗎?因為運用了黃金分割比例,是黃金分割比例喲。
又有人說,知道為什么達(dá)·芬奇的《最后的晚餐》和《蒙娜麗莎的微笑》看起來美不勝收嗎?因為運用了黃金分割比例喲!
連旁邊的維納斯也符合黃金比例
《最后的晚餐》
《維納斯》中的黃金分割
《大衛(wèi)》中的黃金分割
2019年全國高考數(shù)學(xué),全國文、理科Ⅰ卷第(4)題中,有一道關(guān)于“斷臂維納斯有多高”的數(shù)學(xué)題,以著名的雕塑“斷臂維納斯”為例,提問:假如有個人符合兩個黃金比例,腿長105cm,求其身高:
德國數(shù)學(xué)家阿道夫·蔡辛(Adolf Zeising)將黃金比例描述為:
“自然和藝術(shù)領(lǐng)域的美麗和完整……它是一種至高無上的精神理想,滲透到所有的結(jié)構(gòu)、形式和比例中,無論是宇宙的還是個人的、有機(jī)的還是無機(jī)的、聲學(xué)的還是光學(xué)的。"
并留下了一句名言:
“宇宙之萬物,不論花草樹木,還是飛禽走獸,凡是符合黃金律的總是最美的形體?!?/p>
迄今為止,攝影中也大量出現(xiàn)了黃金比例的構(gòu)圖,并將之奉為圭臬,仿佛不根據(jù)這條“金科玉律”進(jìn)行構(gòu)圖,就不符合審美觀念,就會被輕視、甚至排斥。
西方不遺余力宣傳黃金比例,甚至還有觀點稱,黃金比例在音樂作曲中也很重要,試圖把黃金比例套在音樂領(lǐng)域。
然而,與音樂緊密相連的數(shù)字是朱載堉用特制81檔大算盤計算得出的數(shù)字——2的12次方根,而不是什么黃金比例。
原來,西方所謂美學(xué)、所謂建筑、所謂藝術(shù)的天花板,就是黃金比例,就是幾何學(xué)。
可是,宇宙萬物,大千世界,多姿多彩,所謂的幾何、所謂的黃金比例,只不過是滄海一粟啊。
自然界中有沒有不遵循黃金比例法則的事物?這樣的例子多不多?
答案是很多很多,多不勝數(shù)。
而且, 西人只顧神話黃金比例,卻似乎遺忘了一個頗為致命的問題,——倘若這黃金比例被證明中國人最先發(fā)現(xiàn)的,那怎么辦?如果之前宣稱發(fā)現(xiàn)黃金比例的古希臘人都被證明是假人,那怎么辦?
如果黃金比例被證明傳入西方的時間僅僅是在明末清初,那怎么辦?
這樣的話,上述那些大量應(yīng)用黃金比例的東西,例如歷史悠久、多達(dá)數(shù)千年的古希臘建筑、古埃及建筑,還有那些早于明末清初的古畫、藝術(shù)品雕塑、研究資料豈不是全穿幫了?全部是假貨?!
這個估計誰也沒有料到啊……
那么,一起來看看黃金比例的發(fā)現(xiàn)歷史吧!
對于黃金比例的發(fā)現(xiàn),西人有兩種自相矛盾的說法。
第一種說法:
黃金比例是元始前6世紀(jì)古希臘數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯發(fā)現(xiàn)的。
有一天,畢達(dá)哥拉斯走在街上,路過一家鐵匠鋪,被鋪子中那有節(jié)奏的叮叮當(dāng)當(dāng)?shù)拇蜩F聲吸引,便停下來仔細(xì)聆聽, 似乎這個聲音中隱藏著什么秘密。他走進(jìn)作坊,拿出一把尺子量了一下鐵錘和鐵鉆的尺寸,發(fā)它們之間存在著一種十分和諧的關(guān)系?;氐郊依?,畢達(dá)哥拉斯拿出一根線,想把它分為兩段。怎樣分才最好呢?
經(jīng)過反復(fù)比較,他最后確定以0.618:1的比例截斷最為優(yōu)美。后來,古希臘哲學(xué)家柏拉圖將這一比例稱為黃金分割律。
第二種說法:
元始前4世紀(jì),古希臘數(shù)學(xué)家歐多克索斯第一個系統(tǒng)研究了這一問題,并建立起比例理論。他認(rèn)為所謂黃金分割,指的是把長為L的線段分為兩部分,使其中一部分對于全部之比,等于另一部分對于該部分之比。
元始前3世紀(jì)前后,歐幾里得撰寫《幾何原本》,吸收了歐多克索斯的研究成果,進(jìn)一步系統(tǒng)論述了黃金分割,成為最早的有關(guān)黃金分割的論著。
當(dāng)然,這兩種說法皆不靠譜,都是拍腦袋的小說故事。
先說畢達(dá)哥拉斯。這個人物是傳教士利瑪竇和龍華民合力創(chuàng)造的形象。
利瑪竇仿照孔子的生平事跡編造出了畢達(dá)哥拉斯。
二者存在諸多共同點:
(1)兩人都開過民辦學(xué)校。
畢達(dá)哥拉斯教:天文,算術(shù),幾何,音樂四藝。
孔子教:禮,樂,射,御,書,數(shù)。六藝。
(2)兩人都建立了一個集宗教、政治、學(xué)術(shù)為一體的團(tuán)體。
畢達(dá)哥拉斯建立了所謂的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派,孔子則建立了儒家。
(3)兩人有相同的音樂觀,并且核心思想都是:和諧。
在畢達(dá)哥拉斯的音樂觀中,居然存在華夏獨有的樂醫(yī)同源思想。
二者都認(rèn)為音樂可以使人精神平和,是身體康健的重要保證。
(4)兩人都有“中庸”思想。
畢達(dá)哥拉斯在《金言》中說:“一切事情,中庸最好”。
孔子:“過猶不及?!保ù颂幨?,凡是有度,不及不好,過了也不好,恰到好處為好)
此外,畢達(dá)哥拉斯與儒家思想還存在以下高度相似性:
畢達(dá)哥拉斯的數(shù)理部分,主要由龍華民負(fù)責(zé)完善。
龍華民還利用中國古代數(shù)學(xué)創(chuàng)造了畢達(dá)哥拉斯的數(shù)理知識,他是從宋朝邵雍的數(shù)學(xué)、命理學(xué)中找到了畢達(dá)哥拉斯的相關(guān)數(shù)學(xué)理論。此外,龍華民認(rèn)為畢達(dá)哥拉斯在哲學(xué)上繼承了索羅亞斯德,有意思的是,那個時代,伏羲在西方有一個代稱恰好就是索羅亞斯德。
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3、徐光啟《幾何原本》中沒有畢達(dá)哥拉斯 徐光啟的《幾何原本》中在闡述勾股定理時,通篇都未出現(xiàn)過“畢達(dá)哥拉斯”字樣,也沒有什么“畢達(dá)哥拉斯定理”,就是叫“勾股定理”。
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再看第二種說法,西人宣稱歐幾里得的《幾何原本》吸收了歐多克索斯的研究成果,進(jìn)一步系統(tǒng)論述了黃金分割,成為最早的有關(guān)黃金分割的論著。
顯然,《幾何原本》就是最早有關(guān)黃金分割的論著。
▌歐幾里得:黃金比例關(guān)鍵人物
西人宣稱,2300年前,歐幾里得在《幾何原本(Elements)》中定義了黃金比例,把長為L的線段分為兩部分,使其中一部分與全長之比,等于另一部分與該部分之比,這個比值就是黃金比例。這個比例通常取1.6180(也可以是0.618,取倒數(shù)即可)。
可是,《幾何原本》的真實作者并不是利瑪竇虛構(gòu)的歐幾里得,因為歐幾里得就是利瑪竇的拉丁文名,該書的真實作者是徐光啟,幾何(Geo)為徐光啟首創(chuàng)。
據(jù)陳大漓先生的研究考證,《幾何原本》的基礎(chǔ)之一是平行公設(shè),用平行公設(shè)推出三角形內(nèi)角和等于180度(圓是360度),但元代天文學(xué)家才確立圓是360度。在渾天儀出現(xiàn)之前,是無法測量角度的。
渾天儀是最早的圓尺,將天球分成了365.25度100進(jìn)制,直到元代圓的角度才定為360度60進(jìn)制。
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關(guān)鍵點,最早論述黃金分割的專著《幾何原本》,其最初作者是徐光啟,而后問世時間原來是18世紀(jì)后期。
那么,大量應(yīng)用黃金比例、黃金分割的古希臘帕特農(nóng)神廟、古埃及的金字塔,還有蒙娜麗莎的微笑、最后的晚餐、巴黎圣母院……
額滴神哪!
其實,看似復(fù)雜的黃金螺旋線用華夏的象形思維模式來理解,一目了然,非常簡單。
且來看看華夏先祖是如何發(fā)現(xiàn)并繪出黃金螺旋線的。
用邊長為1的正方形鋪滿整張圖,這個沒有人不會吧?
把圓規(guī)找出來,選定右下方的一個正方形,以紅點為圓心、以邊長1為半徑,先畫一個半圓。接著,半徑調(diào)整為2(即兩個正方形的邊長),畫四分之一個圓。把半徑調(diào)整為3(即三個正方形的邊長),又畫四分之一個圓。
把半徑調(diào)整為5,又畫四分之一個圓。
如是反復(fù),最終便能得到一個黃金螺旋線。
一切都很自然,大道至簡,哪有那么復(fù)雜?華夏古人也沒有覺得黃金分割有多么神奇,只是自然界存在的一種形式罷了。
反觀西人,卻如獲至寶,將之大吹特吹,套用在建筑、藝術(shù)、美學(xué)等各個方面,包括模擬星系的形狀、颶風(fēng)的形狀、海浪的形狀等等。
然而,需要特別指出的是,黃金螺旋卻并不是真正的螺旋!
它只是由一系列的圓弧構(gòu)成的圖案,從一個孤過度到另一個孤,螺旋的曲率會出現(xiàn)跳躍,而這種跳躍在任何自然現(xiàn)象中都不太可能會出現(xiàn)。
最佳情形,黃金螺旋可以近似成為一個真正的螺旋,但它所近似的,僅僅只是對數(shù)螺旋的一個特例。僅此而已。
黃金比例與美學(xué)之間的關(guān)系之所以如此深入人心,有兩個關(guān)鍵人物不得不提,一個是意大利數(shù)學(xué)家盧卡·帕奇歐里( Luca Pacioli ,又譯作盧卡·帕西奧利),另一個是德國數(shù)學(xué)家阿道夫?蔡辛( Adolf Zeising )。
方濟(jì)會修士:意大利人盧卡·帕奇歐里( Luca Pacioli )
盧卡·帕奇歐里在1509年寫了一本書《神奇的比例》(《De Divina Proportione》,亦稱神圣比例)。
耐人尋味的是,達(dá)芬奇的作品是在19世紀(jì)才重新受到大眾歡迎的。
據(jù)說,達(dá)芬奇為好朋友盧卡·帕奇歐里的作品《神奇的比例》畫了插畫,所以有人便認(rèn)為達(dá)芬奇的畫之所以精致絕倫,就是因為他運用了盧卡·帕奇歐里的神奇比例,——黃金比例數(shù)學(xué)原理。
可是,這些比例與黃金比例并不相符,沒有直接證據(jù)證明達(dá)芬奇用到了這種比例,他只是在作品中提到了整數(shù)比而已。
并且,盧卡·帕奇歐里在書中也并沒有支持或贊成“黃金比例與審美觀掛鉤”的論調(diào),其贊成的是元始前1世紀(jì)的羅馬建筑師維特魯威的觀點:維特魯威系統(tǒng)中的合理比例。
關(guān)鍵是這位兄弟居然與達(dá)芬奇這個虛構(gòu)的人物是好朋友,結(jié)合其贊成什么元始前1世紀(jì)羅馬建筑師的觀點來看,多半是個假人,屬于以偽證偽。
1799年,據(jù)說有個馬里奧·利維奧(Mario Livio)寫了本真正關(guān)于“黃金比例”的書,并把黃金比例錯誤地安在了盧卡·帕奇歐里的頭上。
巧合的是,此人與后來的以色列裔花旗國資深天文學(xué)家、著名科普作家、哈勃太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所科學(xué)部前部長同名,而后者也寫了一本名為黃金比的書。
德國數(shù)學(xué)家:阿道夫?蔡辛(Adolf Zeising)
馬里奧·利維奧(Mario Livio)的說法讓黃金比例和藝術(shù)審美掛上了鉤,但尚未普及開來。接著,阿道夫?蔡辛(Adolf Zeising)出現(xiàn)了。
此人宣稱黃金比例是一條普遍性的法則,無論是在藝術(shù)還是自然領(lǐng)域這都是最理想的比例。他甚至聲稱,在人的身體上也能找到黃金比例的影響,人的肚臍到腳趾的長度除以身高就很接近黃金比例。
從此,黃金比例理論占領(lǐng)了輿論的制高點。
但是,這只是一個美麗的謊言,一個世紀(jì)騙局,與19世紀(jì)所謂的莫扎特效應(yīng)如出一轍(莫扎特效應(yīng)是指“聽古典音樂會可以提高人的智商”)。
奧黛麗赫本的臉曾被西人用黃金分割方式來做解釋,聽起來似乎頭頭是道
人體黃金分割比例,也被宣傳成了魔鬼身材。
然而,勒·柯布西耶的Modulor系統(tǒng)中,黃金分割比例的人體(男人)也可能是這樣
俄羅斯設(shè)計師Igor Kochmala根據(jù)黃金比例將好萊塢名人們的臉進(jìn)行了修正,結(jié)果通過黃金比例重新塑造一番后,卻得到了如下結(jié)果
實際上,許多設(shè)計師在工作中根本用不上所謂的黃金比例,而且就算是偶爾用到,也并不會看重。從科學(xué)的角度而言,黃金比例的審美根本站不住腳,也沒有任何證據(jù)證明黃金比例與審美之間存在著任何重大關(guān)系。
所謂的黃金比例審美,只是一個延續(xù)了兩百年左右的古老騙局而已,還一不小心揭露了一系列歷史悠久的古建筑、古藝術(shù)品的老底,這可讓人情何以堪哪。
***關(guān)注我,關(guān)注《昆羽繼圣》四部曲,關(guān)注文史科普與生活資訊,發(fā)現(xiàn)一個不一樣而有趣的世界***