《大自然中的数学》.ppt
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1、数学与自数学与自数学与自数学与自然然然然大家好1你有没有观察过一片叶子,对它为什你有没有观察过一片叶子,对它为什么能够精确地分成两半而感到奇怪?么能够精确地分成两半而感到奇怪?你有没有注意到各种花的花瓣生成的你有没有注意到各种花的花瓣生成的完美造型?你有没有注意到某些贝壳完美造型?你有没有注意到某些贝壳和松果的螺旋形生长模式?面对奇迹和松果的螺旋形生长模式?面对奇迹纷呈的自然界,我们中的大多数人往纷呈的自然界,我们中的大多数人往往认为数学只是人类的专利,其实自往认为数学只是人类的专利,其实自然界中也存在许多名不见经传的然界中也存在许多名不见经传的“数数学家学家”。大家好2猫和蜘蛛是猫和蜘蛛是“
2、几何专家几何专家”。在寒冷的冬天,猫睡觉时要把。在寒冷的冬天,猫睡觉时要把身体抱成一个球形。这样,身体露在冷空气中的表面积最身体抱成一个球形。这样,身体露在冷空气中的表面积最小,因而散失的热量也最少。蜘蛛结的小,因而散失的热量也最少。蜘蛛结的“八卦八卦”网,既复网,既复杂又非常美丽。这种八角形的几何图案,即使木工师傅用杂又非常美丽。这种八角形的几何图案,即使木工师傅用直尺和圆规也难画得那样匀称。直尺和圆规也难画得那样匀称。大家好3 珊瑚虫是珊瑚虫是“代数天才代数天才”。它在自己身上记下它在自己身上记下“日历日历”,每年在体壁上,每年在体壁上“刻画刻画”出出365条环纹,一天条环纹,一天“画画”
3、一条。古生物学家发一条。古生物学家发现,三亿五千年前的珊瑚现,三亿五千年前的珊瑚虫每年虫每年“画画”出出400幅水幅水彩画。天文学家告诉我们,彩画。天文学家告诉我们,当时一昼夜只有当时一昼夜只有21.9小时,小时,一年不是一年不是365天,而是天,而是400天。天。大家好4螺线的特性要通过与圆的比较才能有深刻的感受绕圆一周的距离螺线的特性要通过与圆的比较才能有深刻的感受绕圆一周的距离(即周即周长长)是有限的圆还是一条封闭的曲线,圆上的所有点都跟圆心等距离是有限的圆还是一条封闭的曲线,圆上的所有点都跟圆心等距离而另一方面,螺线却有一个始点,而且围着它不断地绕下去,其长而另一方面,螺线却有一个始点
4、,而且围着它不断地绕下去,其长度是无限的它是一条开放性的曲线,始点与终点不连接在一起螺度是无限的它是一条开放性的曲线,始点与终点不连接在一起螺线上的点也不像圆那样与它的极点线上的点也不像圆那样与它的极点(始点始点)等距离等距离螺线有二维和三维之分右图是一个平面二维螺线的优秀例子它不是由螺线有二维和三维之分右图是一个平面二维螺线的优秀例子它不是由分离的同心圆形成的,而是由单纯的沟漕构成的当螺线围着像圆柱分离的同心圆形成的,而是由单纯的沟漕构成的当螺线围着像圆柱或圆锥那样的物体缠绕时便形成了空间的三维螺线,就像或圆锥那样的物体缠绕时便形成了空间的三维螺线,就像DNA分子、分子、螺丝钉或螺丝锥那样三
5、维螺线我们又称螺旋螺丝钉或螺丝锥那样三维螺线我们又称螺旋螺线是一种令人兴奋的曲线,无论是从数学上加以研究,还是在自然现象螺线是一种令人兴奋的曲线,无论是从数学上加以研究,还是在自然现象的生成中和其他领域中发现它的踪影及其联系这些领域包括:有蔓的生成中和其他领域中发现它的踪影及其联系这些领域包括:有蔓植物、贝壳、旋风、飓风、骨的构造、旋涡、银河系、蜘蛛网、建筑植物、贝壳、旋风、飓风、骨的构造、旋涡、银河系、蜘蛛网、建筑和艺术图案等和艺术图案等大家好5 蚂蚁是蚂蚁是“计算专家计算专家”。英国科学家兴斯。英国科学家兴斯顿作过一个有趣的实验,他把一只死蚱顿作过一个有趣的实验,他把一只死蚱蜢切成三块,第
6、二块比第一块大一倍,蜢切成三块,第二块比第一块大一倍,第三块比第二块大一倍,当蚂蚁发现这第三块比第二块大一倍,当蚂蚁发现这食物食物40分钟后,聚集在最小的一块蚱蜢分钟后,聚集在最小的一块蚱蜢旁的蚂蚁有旁的蚂蚁有28只,第二块只,第二块44只,第三块只,第三块89只,后一组较前一组差不多多一倍。只,后一组较前一组差不多多一倍。蚂蚁的计算本领如此精确,令人惊奇!蚂蚁的计算本领如此精确,令人惊奇!不仅如此,蚂蚁们在寻找食物时,总是不仅如此,蚂蚁们在寻找食物时,总是能够找到通往食物的最短路线能够找到通往食物的最短路线。大家好6 丹顶鹤总是成群结队迁飞,而且排成丹顶鹤总是成群结队迁飞,而且排成“人人”字
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