自然界中的神奇数字

自然界中的神奇数字

作者：郭德才

来源：《发明与创新(综合版)》2008年第03期

科学证实:我们的世界是一个有规律的世界，一切事物的运动、演变乃至繁衍生息，无不体现着大小周期中的发展与规律。而惟一能够代表规律性的符号，就是数字。在自然界中存在着许许多多的数字，它们当中有些我们已经有所了解和认识，并在科学实践和工农业生产中得以广泛应用，而更多神秘的数字人类至今还没有彻底破译。

公元前六世纪，古希腊的毕达哥拉斯学派发现，如果想用不同长度的琴弦奏出和谐的音乐，就需要这些琴弦的长度要有一个恰当的比例。另外，许多植物叶片之间的角度也存在一个比例的关系。他们在做正五角图形时，发现形内对角交叉的各点比例与上述比值完全相同。因此毕达哥拉斯学派认为正五角形是一种神秘的形状，而五角形内各相交点就成为人们所共知的“黄金比”或称“黄金分割”，其比值是0.618和0.382。

毕达哥拉斯学派还发现，凡是比例符合或接近黄金分割的形体都悦目，而且在结构上也最合理，如照片、桌面、电视机、金字塔等。他们认为万物都是以数字和数的比例来体现，并很早就猜测到生命现象同某些比例息息相关。以后人们通过长期观察终于发现，人体肚脐就位于整体的0.618处。当人们精神愉快时，脑电波的频率是8赫兹，它与上限12.9赫兹之比正好也是0.618。人的正常体温是37℃，当外界温度为23℃时会感到最舒适，而它们的比值还是

0.618。

地球上陆地面积与海洋面积的比值近似于黄金分割的比值；发生在金字塔中许多不可思议的现象，也是在距塔高三分之一的黄金分割点上。月球的平均密度是每立方厘米3.4克，地球的平均密度是每立方厘米5.5克，它们之比正好是0.618。地球的公转周期是365天，金星的公转周期是225天，两星公转之比也是0.618。根据计算得知:我们的太阳系，也正好在银河系半径的0.618处……0.618这个奇特的数字，终于在冲破了原来只有在几何学中出现运用的范围之后，又在很多领域体现出古希腊人寓意深远的种种神秘。

我们知道，太阳系内目前共有八大行星，不知您是否知道各行星间的距离还有一个有趣的规律。早在18世纪中叶，德国的自然科学家提丢斯偶然发现，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，其结果就是各行星距太阳的实际距离。1772年，柏林天文台长彼得注意到了这个奇特的规律，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——彼得定则。然而为什么是0、3、6、12……这样的数列加4再用10除而不是别的其它数?里面究竟都包含着什么奥秘?他们俩人都没有做出任何解释。

太阳的直径是月球的400倍，月球的直径只是地球的四分之一；月球到地球的距离刚好又是地球到太阳的四百分之一，因此从地球上看月球和太阳大小差不多。当月球运行到正好发生

日食的位置时，就可以准确无误地与太阳完全重合。以上这些奇妙的巧合，科学家称之为“天文学中的事故”。那么这些数字究竟是纯属巧合?还是宇宙中的必然规律呢?

月球在绕地球公转的同时，也在进行不停地自转。巧的是其公转与自转的周期时间竟完全相同，都是27.3216日，而这个数字基本又是太阳上一天的自转时间，所以说我们在地球上永远也不会看见月球的背面。更有意思的是，这种奇特现象几乎是所有卫星世界的普遍规律。毕达哥拉斯学派认为，数字是世界的本质，而宇宙中本身就是一个巨大数的演算系统。

圆周率π，早在我国公元前一百多年的《周髀算经》一书中就有“周三经一”的记载，而最辉煌的成就要算我国南北朝时代的祖冲之了。他将π精确到了3.1415926和3.1415927之间，比西方数学家早了一千多年。数字反映了宇宙的秩序，比例则体现了宇宙的和谐。剑桥大学的地理学家汉斯教授发现:从河的源头到河出口之间，河流的实际长度与它们的直接距离之比近似等于3.14，特别是在平原穿越的河流尤其如此。大自然就是如此奇妙，但大家肯定不会想到河流的长度之比，竟也和圆周率有一定的关系。“宇宙法则”是指世界上普遍存在的一种数字比例，其比值是78:22。如地球上空气成分中氮气和氧气的比例是78:22，人体中水分与其它物质比正好也是78:22。具有5000年悠久历史的犹太人视这个比例为神秘的数字，他们认为宇宙与生活是相依生息、相容无悖的。如世界上78％的财富永远是在22％的少数富人手里，而78％的普通人只占有整个财富的22％。因此犹太人在谋生、经商等方面，都会用这个法则去指导自己，并在生意中获得了常胜不败的结果。

生物在进化过程中为了求得生存，就要不断地改变自己的形体和结构以适应外界的环境。我们平时常能看到:不论是植物的茎、还是动物的骨骼及羽毛的干，它们一般都是空心或近似于空心。但奇怪的是，它们不管粗细、大小如何，其内径和外径之比都是8:11。科学家经过许多年研究后发现，原来只有这个比例才能在最节省材料的同时，又可达到最坚固的目的。所以在后来人类也效仿自然，将自行车架和电线杆等管材物品做成这个比例。

我们知道，蜜蜂的窝都是以六角形的方式整齐排列。但它们为什么非要选择六角形，而不是五角形、三角形或四角形呢?有人说六角形的构造是一种自然法则，从力学角度讲六角形是最稳定的一种形状。其实这个答案，准确地讲只是对了一半。数学家们经过无数次的实验和计算得知，只有当六角形的钝角等于109°8'、锐角等于70°2'时，这种结构的容器才可做到用最少的材料达到最坚固及容量最大的目的。而蜂窝的角度经仔细测量竟与计算完全一致!

小蜜蜂的神奇创造不但令人赞叹不已，而且还给我们以智慧的启迪。在制造飞机的结构工艺设计中，科学家为减轻飞机自身的重量，创造出了中空式的“蜂窝夹层”结构。这种仿生设计不但强度极高而且重量也轻，另外它还可起到隔热和隔音的重要作用。

一般男女比例是在102～107:100之间浮动。而由于男人在社会活动中危险性要略大于女人，故男性的比例在各个国家中相对都高于女性。这种男女性别比例的平衡是在无社会行为干涉下自然选择的结果，也是自然界恒定的规律。但奇怪的是，谁又能够在世界如此大范围的区