王曉紅
0.618是一個(gè)美妙的數(shù)字。數(shù)學(xué)家把0.618這個(gè)其貌不揚(yáng)的數(shù)叫做黃金數(shù),它并不是用黃金做成的數(shù),而是指數(shù)本身的價(jià)值和黃金一樣貴重。
說起0.618,還有一個(gè)傳說。古希臘數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家畢達(dá)哥拉斯,有一天路過一家鐵匠鋪,被清脆悅耳的打鐵聲吸引住了,駐足細(xì)聽,憑直覺認(rèn)定這聲音有“秘密”!他走進(jìn)鋪里,仔細(xì)測量了鐵砧和鐵錘的大小,發(fā)現(xiàn)它們之間的比例近乎于1:0.618?;丶液?,他拿來一根木棒,讓他的學(xué)生在這根木棒上刻下一個(gè)記號,其位置既要使木棒的兩端距離不相等,又要使人看上去覺得滿意。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)得到一個(gè)非常一致的結(jié)果,即用C點(diǎn)分割木棒AB,整段AB與長段CB之比,等于長段CB與短段CA之比。畢達(dá)哥拉斯接著又發(fā)現(xiàn),把較短的一段放在較長的一段上面,也產(chǎn)生同樣的比例。
那么0.618是怎樣產(chǎn)生的呢?0.618最早是公元6世紀(jì)由古希臘哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯提出的。直到19世紀(jì),0.618被歐洲人認(rèn)為是最美、最諧調(diào)的比例,被稱為黃金比,廣泛用于造型藝術(shù)中,具有美學(xué)價(jià)值,故又稱為“黃金分割”。
黃金分割是將長度為1的線段分割為X和(1-X)兩部分,使X:1=(-X):X,解X=0.618……取其近似值0.618作為常數(shù),稱為“黃金分割”,這個(gè)分割在數(shù)學(xué)上代表著最佳的比例關(guān)系。
當(dāng)氣溫為23攝氏度時(shí),你的身心會感到最舒服,這時(shí)氣溫與體溫之比為0.618。
最和諧悅目的矩形,如書籍、衣服和門窗等,其短邊與長邊之比為0.618,這些圖形會因比例協(xié)調(diào)而讓你賞心悅目。
人們在實(shí)踐中還發(fā)現(xiàn),按照黃金分割來安排作息時(shí)間,即一天睡眠9小時(shí)左右,活動15小時(shí)左右,是極為科學(xué)的養(yǎng)生之法,這樣的作息之比恰好是0.618。
筆者由此聯(lián)想到課堂教學(xué)時(shí)間的分配。將一堂課的45分鐘按“黃金分割”分成兩部分,即45×0.618=27.81分鐘和45×(1-0.618)=17.19分鐘,也就是教師主導(dǎo)活動時(shí)間與學(xué)生主體活動時(shí)間加上學(xué)生獨(dú)立主體活動時(shí)間,這兩部分如何正確分配,是否可參考“黃金分割”律。我國著名數(shù)學(xué)家華羅庚生前推廣使用“優(yōu)選法”取得很大成績。優(yōu)選法是一種多快好省的試驗(yàn)方法:用一種新農(nóng)藥防止蟲害,噴灑之前需要對水稀釋。要兌多少水呢?水兌多了,濃度太低,殺不死蟲子;水兌少了,浪費(fèi)農(nóng)藥,同時(shí)給農(nóng)作物帶來藥害,農(nóng)藥和水的比例選取多少合適需要通過實(shí)驗(yàn)來確定。如果事先知道藥兌的水是在藥物的1000倍與2000倍之間,怎樣才能用最少的實(shí)驗(yàn)次數(shù),找出最理想的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)呢?我們用“黃金分割”來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。第一次選取1618倍做實(shí)驗(yàn),其公式是1000+(2000-1000)×0.618=1618,如果稀釋1618倍還不理想,水兌多了治蟲效果不好,可以進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn),仍用上面的方法1000+(1618-1000)×0.618=1382就是說,你用1382倍水進(jìn)行稀釋,用這個(gè)公式繼續(xù)往下實(shí)驗(yàn),可以較快地找到合適的數(shù)據(jù)。
使用這種優(yōu)選法實(shí)驗(yàn),每次都取黃金數(shù)0.618,所以,這種方法又叫“0.618法”。
“黃金分割”律可以應(yīng)用到多種領(lǐng)域,用途極其廣泛。
啊,無所不在的奇妙數(shù)字0.618。
(責(zé)任編輯 史玉英)