身边的数学家

【摘 要】有人说数学很抽象，很枯燥，然而在我们的生活中却处处飘荡着数学的身影。留心处处皆学问，本文将从我们身边的动物，植物，自然，人文科学等方面诠释身边的数学家，数学就在我们的眼皮底下，从而印证了数学之美妙。正如华罗庚所说――数学是壮丽多彩，千姿百态，引人入胜的。万事万物均以自己的数学形式向前迈步。让我们一起去发现隐藏于大自然中的数学家吧。

【关键词】数学；美；自然

我们所生活的大自然本身就是一个统一的整体，处处充满着和谐、协调。我们所生活的的周围天生就是一位最伟大的天才数学家，令人类不得不肃然起敬。让我们与周围的“数学家”结亲，去领略生活在美妙深邃的世界里的数学奇缘吧。

一、“动物”数学家

蜘蛛――隐藏在角落里低调的研究自己的数学的数学家，默默地编织属于它自己的数学之网，在夕阳的余晖下，显示自己独特的美。蜘蛛网，那些富有灵性的曲线，从中心放射出去，位于两条相邻半径间的弦互相平行，沿半径的所有同位角全都相等.如此众多的曲线团结一心，形成等角螺线.。蜘蛛家们利用等角螺线.的优良性质，将自己所管辖的疆域即经济又实惠的扩展到最大，它不仅强韧而且使用的原材料最少。类似的还有牛角螺旋，蜗牛的金缕玉衣――蜗牛壳螺旋。

“不论平地与山间，无限风光尽被占”的蜜蜂，也是一位天才数学家。经典数学表明：在众多正多边形中只有等边三角形、正方形、正六边形才能够镶嵌成完整的平面。而且这三种特殊的正多边形周长相等时，只有正六边形点的面积独领。换句话说，使用相等的墙体材料，砌成的六边形建筑物可以获得最大的空间。蜜蜂这位勤劳的数学家正是利用这个原理，将自己的栖息根据地筑成正六边形――这样更好的使蜂蜡用在刀印上。类似的还有长寿之星――乌龟，他的盔甲就是有13块正六边形的构造的。

丹顶鹤是一种具有迁徙特性的珍稀候鸟，总是成群结队的迁飞。迁飞时，总是排成“人”字队形，而“人”字形的夹角总是保持着110度左右。更奇妙的是，每边与丹顶鹤群前进的夹角为54度44分8秒，而金刚石晶体的角度也恰好是54度44分8秒。寒冬里，猫儿们蜷缩成一个球形进入梦乡，这是因为体积一定的物体，球形所占的表面积最小，从而散失的热量最少，被人类所奴役的猫儿们竟然也是一位数学家。

二、“植物”数学家

一叶飘零而知秋，一片叶子的飘落理应完完全全是它自己的事情，并不涉及其它的叶片的状况。因此它无需关注整棵树叶如何飘落，但是在无穷多片树叶中，落叶数量与其对树心的距离竟然程“高斯分布”（正则分布）。当新的嫩叶从植物的顶端长出时总是沿着与枝干四周旧叶呈137.5 度的夹角（优角为222.5度）方向生长，这些角度中藏着什么样的神奇“密码”呢？137.5/222.5≈0.618，即黄金分割率蕴藏其中。菠萝外皮一个个金色钻石结构，斜向左下8列，斜向右下有13列，并且是正六边形的的结构体制，完全可以显示出植物“数学家”高超的经济头脑。

松塔鳞片是以赋有数学内涵的螺旋状排列，松塔鳞片是以螺旋状排列。小型的松塔是向右或向左排出5列，反方向则有8列，较细长松塔的螺旋状是8列和13列。部分德国云杉的松塔螺旋状是3列和5列。向日葵种子排成左34支、右55支的螺旋状。将上述各项数值由较小值起依序排列，则是3、5、8、13、21、34、55，斐波那契数列神秘的出现了，至于说为什么为什么会出现这么奇怪的现象呢？原来植物数学家们也是审美与追求美的能手，前一项比上一项■，■，■......内心的深处趋向于一个极限，也就是传说中的“黄金比例”，为，类似的的还有“三部结合”，剥开一只美眉似地香蕉，它的内芯其实是由三块组合而成的，彼此交角度，玉米粒的排列，鱼鳞的叠合也都体现了“三部结合”的特征。

三、“自然”数学家

生机勃勃的大自然充满着朝气与活力，并且它是聪明至极的，比如太阳，它所发出的光以极快的速度沿着直线传播，将温暖送给大地。太阳无私的奉献光和热，好想知道茫茫苍宇的某个角落需要它的普照，只有它的光和热才能让那个世界拥有黎明和希望。好像“光”知道两点之间直线段最短，当遇到地球免疫保护层――大气圈阻挠的时候，“光”也不会莽撞，它会换个思路，形成“折射”将光明和温暖以最短的时间最高的效率无偿给予地球。

水蒸气自由自在飘荡在高空的天堂，由于散漫成性，毫无规矩，于是上帝命令“冷气大神”将“水蒸气”收服并打下凡间经历磨难，待时机受热成熟，重返天堂。水蒸气经过高空的洗礼变成了一个个规规矩矩洁白无瑕的正六边形雪花随风而下，将来年丰收的喜讯提前告知人类，大功一件。难道这一朵朵的雪花懂得几何，了解数学？形成纯洁美丽的图案，映入眼帘，甚是壮观。

有一段数量巨大的六棱石柱巍然屹立在大东北长白山的某个角落里，听说那是自然形成的，为什么是“六棱”石柱？难道大自然也是一位天才数学家？答案显然是肯定的。一个个的金属晶体的微观世界，基本上都符合最密堆积结构，使得他们利用最小的空间就能组合成宏观的美妙的整体。它们一个个的微小原子虽然没有生命，却拥有“数学家”般的头脑，学会了给整个地球节省空间，以高效的空间利用率完成组成整体的使命，可敬可佩也。可爱的树木每长一岁，身上的纹身就会多一条曲线，默默地计算着最原始的数学加法。

四、“人文”数学家

“两个”黄鹂鸣翠柳，“一”行白鹭上青天。“一”水护田将绿绕，“两”山排闼送青来。“一”寸丹心图报国，“两”行清泪为思亲等一系列名句都有数学的身影。

在我国古代文学中，称帝王为九五之尊，九乃至阳之数，五为中庸之道。还记得《西游记》中孙悟空的金箍棒3600斤，为9乘以4千斤，而非9乘以5千斤，所以孙悟空不能当九五之尊，不能当玉帝了，还好有齐天大圣伴他左右。难道吴承恩老先生当年就知道这其中的奥秘？

蒙娜丽莎以其神秘的微笑令多少人神魂颠倒，请仔细观察那副旷世之作《蒙娜丽莎的微笑》不知道暗藏了多少的“黄金比例”！类似的还有埃及金字塔，希腊帕台农神庙等一些建筑都都“黄金分割”的身影。

造物主更是一位伟大的数学家，他通晓对称美，所以我们有双耳，双眼，双手，双脚。他掌握曲线美，所以有了人眼部的指数曲线，唇与额的自然放射曲线，腰与臀的反向曲线等。他知道黄金分割美，所以人体有了很多个黄金比例。

五、总结

数学并不神秘，就在我们的身边，数学是美的，它的对称美，和谐美，黄金比例美等都能让我们回味终身。只要我们善于观察，数学里更多的美，更多的奥妙将会情不自禁的浮现在我们面前。古希腊著名的数学家普罗科斯有一句扣人心弦的话“哪里有数，哪里就有美”。而生活处处有“数”，那就让我们去寻找发现没的眼睛吧，let’s go！

【参考文献】

[1]周均华.大自然的数学情趣[J].中学数学杂志，2009（2）：63-64.

[2]刘年方.生物与数学[J].生物学教学，1994（1）：43-44.

[3]詹克明.空钓寒江（第一版）[M].上海：上海教育出版社，2010：157-164.

[4]李希明.生物世界中蕴藏的数学奥秘[J].生物学通报，2012（1）：23-25.