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        自然界中的數(shù)學(xué)家

        2006-01-01 00:00:00陳振良
        初中生世界·七年級 2006年3期

        你有沒有觀察過一片葉子,對它為什么能夠精確地分成兩半表示奇怪?你有沒有注意到形成完美造型的各種花的花瓣?你有沒有注意到某些貝殼和松果的螺旋形生長模式?我們中的大多數(shù)人認為數(shù)學(xué)只是人類的專利,其實自然界中也存在許多名不見經(jīng)傳的“數(shù)學(xué)家”.

        貓和蜘蛛是“幾何專家”.在寒冷的冬天,貓睡覺時總要把身體抱成一個球形.這樣,身體露在冷空氣中的表面積最小,因而散發(fā)的熱量也最少.蜘蛛結(jié)的“八卦”網(wǎng),既復(fù)雜又非常美麗.這種八角形的幾何圖案,即使木工師傅用直尺和圓規(guī)也難畫得如蜘蛛網(wǎng)那樣勻稱.對這個美麗的結(jié)構(gòu)用數(shù)學(xué)方法進行分析,會發(fā)現(xiàn)在蛛網(wǎng)上隱藏的數(shù)學(xué)概念多得驚人——有半徑、弦、平行線段、三角形、相等的角等.

        螞蟻是“計算機專家”.英國科學(xué)家興斯頓做過一種有趣的實驗,他把一只死蚱蜢切成三塊,第二塊比第一塊大一倍,第三塊比第二塊大一倍,當(dāng)螞蟻發(fā)現(xiàn)這三塊食物40分鐘后,聚集在最小一塊蚱蜢旁的螞蟻有28只,第二塊44只,第三塊有89只,后一組較前一組差不多多出一倍,螞蟻的計算本領(lǐng)如此精確,令人驚奇!不僅如此,螞蟻在尋找食物時,總是能夠找到通往食物的最短路線.

        珊瑚蟲是“代數(shù)天才”.它在自己身上記下“日歷”,每年在體壁上“刻畫”出365條環(huán)紋,一天“畫”一條.古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn),3億5千萬年前的珊瑚蟲每年“畫”出400幅水彩畫.天文學(xué)家告訴我們,當(dāng)時的地球晝夜只有21.9小時,一年不是365天,而是400天.

        蜜蜂蜂房呈六角形,角度也似乎經(jīng)過了精心的選擇,鈍角為109°28′,銳角為70°32′,這樣的巢不但節(jié)省材料,而且結(jié)實堅固,令人類的建筑師驚嘆不已!更令人驚奇的是,蜜蜂還“知道”兩點間的最短距離是一條線段.工蜂在花間隨意來往而采集到大量花蜜后,它知道取最直接的路線回到蜂房.

        丹頂鶴總是成群結(jié)隊遷飛,而且排成“人”字形,更精確的計算還表明“人”字夾角的一半,即每邊與鶴群前進方向的夾角度數(shù)為54°44′8″;而金剛石結(jié)晶體的角度也正好是54°44′8″!是巧合還是大自然的某種“默契”,這個問題留給大家去研究.

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