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黄金比例在自然界中的体现

通过

凯蒂·李里

2019年12月3日更新

芦荟多叶，也被称为螺旋芦荟，自然生长在这个独特的螺旋形状。（照片：picturepartners/Shutterstock）

科学

宇宙可能是混乱和不可预测的，但它也是一个受数学定律约束的高度组织的物理领域。这些法则最基本（也是最美丽）的表现方式之一就是黄金比例。

在自然界中不难找到这种对数现象的例子——不管它是简单的室内植物（像芦荟植物以上）或膨胀螺旋星系（就像螺旋星系梅西耶83，见下图），它们都起源于相同的数学概念。

梅西耶83星系是一个距地球1500万光年的螺旋星系。（照片：NASA, ESA，和哈勃传统团队(STScI/AURA)/致谢：威廉·布莱尔，约翰·霍普金斯大学）

黄金比率（通常用希腊字母φ表示）直接与称为斐波那契序列，这是一个由序列中前两个数字的总和组成的列表。通常被称为宇宙的自然编号系统，斐波那契序列从简单的（0+1）开始=1.1 + 1 =2.1 + 2 =3., 2+3=5., 3+5=8.…），但不久之后，你会发现自己将数字累加成成千上万（10946+17711）=28657, 17711+28657=46368, 28657+46368=75025)，然后就这样一直延续下去。

当一个斐波那契数除以它之前的斐波那契数，它接近黄金比率，这是一个无理数，开始时为1.6180339887…并且，再次，永远持续下去。

当黄金比例作为一个增长因子应用时(如下所示)，你会得到一种对数螺旋，称为黄金螺旋。

数学家维哈特（Vi Hart）在这部引人入胜的视频系列中详细了解斐波那契序列和自然螺旋，她说得很快，但她很有趣，会让你想起你的大脑曾经从一个主题跳到另一个主题的方式：

正如哈特解释的那样，在自然界中随处可见近似金色螺旋的例子，最显著的是在贝壳、海浪、蜘蛛网甚至变色龙的尾巴上!继续往下看，看看这些螺旋在自然界中显现的一些方式。

变色龙尾巴

变色龙的尾巴以其紧密的螺旋形而闻名。（照片：Ryan M.Bolton/Shutterstock）

贝壳

贝壳是自然界黄金比例螺旋最著名的例子之一。（照片：特拉蒙特·阿纳/Shutterstock）

蕨类植物船首饰

年轻蕨类植物卷曲的叶子被称为小提琴头。（照片：Zamada/Shutterstock）

海浪

尽管海浪的本质是喧嚣的，但它是黄金比例在自然界中显现的另一个例子。（照片：伊拉克8/Shutterstock）

花蕾

当一朵花还没有盛开时，很容易看到黄金比例的证据。 (照片:Romantsova奥尔加/在上面)

蜗牛的壳

蜗牛壳是自然界黄金比例的一个可爱的例子。（照片：vvoronov/Shutterstock）

宝塔花菜

罗马花椰菜（Brassica oleracea）的分形螺旋。（照片：谢尔盖·斯克列兹涅夫/Shutterstock）

漩涡

呈现黄金比例螺旋的漩涡。（照片：伊莱恩·戴维斯/Shutterstock）

紫草花

你可以看到这种草茎的螺旋状。（照片：米哈伊尔·梅尔尼科夫/Shutterstock）

松果

从松果底部看，黄金比例呈螺旋形。（照片：bzanchi/Shutterstock）

葵花籽头

向日葵头上生长的黄金比例。（照片：波尔图加斯D A/Shutterstock）

伊莎贝尔飓风（2003年）

2003年伊莎贝尔飓风的螺旋上升。 (照片:迈克Trenchard /美国国家航空航天局)

马蹄莲

马蹄莲的螺旋开花（照片：林恩·沃森/Shutterstock）

海螺壳

有黄金比例螺旋的尖形外壳。（照片：丰塔纳/Shutterstock）

螺旋芦荟

一株螺旋状的芦荟植物放在一个园艺花盆里。 (照片:PhotoSky /在上面)

蜘蛛网

这个蜘蛛网是螺旋形的。（照片：Myernata/Shutterstock）

花瓣

在这些卷曲的花瓣中有许多黄金比例。（照片：伊恩·格兰杰/Shutterstock）