一道数学题引起的思考

2015年03月31日 伦敦日记



在上海轰轰烈烈地出版了“金牌一课一练-数学”各册,又配合诸如英国教育大臣不愿意在公众面前回答1213等于几的报道,当然少不了各国学校羡慕上海学生在国际比赛中的成绩,总之大家的结论,或者希望得出一个结论: 上海(包括全中国)孩子数学天下第一。

这里不去辩论上海孩子到底数学比英国孩子好多少,更不去纠结印度孩子其实才是全世界各地的学霸这种事情,我们来看看小朋友昨天带回家的数学回家作业,了解一点英国怎么教数学。

因为周四和皇家爱乐乐团在皇家节日大厅演出到晚上10点半,周五又全年级一起去给校足球队的全英中学生冠军赛助威,又是期末考后的一周,整个上周的书面作业非常少,按照已经过去的几个学期(其实是几个半学期。英国的校制是差不多每6周要放一次假,私立学校的话就会每6周考试一次,出一次成绩单),在每半个学期的最后一周老师上的都是接下去那半学期要学的内容,不知道是不是担心孩子们过了个假期就完全没有办法承上启下了。这个周末的数学作业出了道思考题,题目是:Fibonacci数列有什么用?

做惯数学练习题的中国孩子,至少是我读书那个时候,数列就数列,我们需要知道的就是如何通过大量的练习在看到一组数字的时候马上想出各种可能的数列形式,然后得出最后的答案,哪里想过为什么要有数列,或者那个0112358,…… 数列居然还有个名字叫Fibonacci。(当然不排除数学老师说过,有我没专心上课听讲这种可能性;也不排除现在的数学教学高级了,会讲些除如何计算做体外的其它内容。)

所以,当小朋友把这个数列给我看的时候,我想都没想就说出数列N位上数字的计算方式,可是小朋友继续问我Fibonacci时我卡住了,然后这个数列有什么用这个问题是彻底把我问住了。自己带着这个问题google了一番。结果当然是大吃一惊,只觉得会不会有人因为不是这么学数学的而浪费了可以发展数学兴趣的机会。让我们一起来看看这个被称作掌握了自然界奥秘的数列,一起补一节小学数学课。

Fibonacci sequence,中文翻成斐波那契数列,是一组由前两个数的和得出下一个数的连续数列,从01 开始排列:01123581321345589……,如果由后一个数除以前一个数,那么结果就是:121.51.6, 1.625, 1.615, 1.619, 1.618, 1.618……,一组无限趋向1.618这个数字,而11.618或者 0.6181也被称作黄金比例。

当我们带着这一组数字和这个黄金比例看自然界的时候,“惊讶”会是第一反应,至少我觉得自然界太神奇,因为自然并不是无序的,他们有序到令人吃惊的地步;而人对自然界或人为作品的接纳和这组数字以及黄金比例的契合,又更加让那种“广阔到无边其实只是一”这种无法表述的情绪不断涌上来问自己这个宇宙的主宰到底在哪里。

先看一张图片:


这是以这组数列的数字按序作为圆的半径画出的一张图,我们平时见的设计图有的时候和这个有点像。那么在自然界中完全符合这个规律(图形,大小比例)的有什么呢:

鹦鹉螺


台风


哪怕甩个头发形成的波形:


向日葵的种子由里到外的每一圈的数目和排列规则


水果瓣数(不信的可以去找一下有没有哪一种水果的瓣数不是在这个数列里的数,比如467),这里图片显示香蕉是三瓣的,苹果是5瓣的。我准备买一箱桔子或橙子来剥剥看,数一数。


人的手骨


自然界遵循这样的规律,在人文的世界,如果无意中在这个规律中,几乎是存世的各种伟大作品的共性:

雅典神庙


蒙娜丽莎


其它大作:


在现代经济中,这个数列被应用得最著名的地方就是股票交易。根据这个数列计算的预测值准确到让人崩溃。


除了这些,在音乐里也有很多这个数列的影子,当人们在研究这些声音的频率时,会惊讶地发现古代就存在的宗教音乐或冥想音乐,在不同的宗教里的,它们居然都是在同一个频率中,而这个频率又是这个数列中一个特定的数字。

如果用英语“application of Fibonacci sequence” google,你会得到太多例子(不知道为什么,用中文搜索,得到的都是怎么计算和数学理论上的应用。)

这么一来,数学,似乎不再是我们认为的各种计算了,而是这个自然界真正最基础组成的一个根基。这样学数学是不是比较有意思?或者说,这才是数学。

以现代应用的环境设计来做这次小学数学之旅的结尾,让我们记住这个神奇的数列。


收藏 已赞