提到斐波那契数列(Fibonacci Numbers),大家肯定不会陌生:那个著名的“兔子问题”,其答案就是该数列——0,1,1,2,3,5,8,13,……
随着对结构研究的深入,人们渐渐发现,原来自然界中蕴含着如此之多的Fibonacci数列——植物的“叶序比例”、鹦鹉螺的“等角螺旋”、蜘蛛网甚至于音乐中的音阶等级[1];更不用说与Fibonacci数列相关的黄金比率(Golden Section Numbers)[2]的应用实在是数不胜数——古希腊的帕特农神庙、纽约的联合国大厦、平常使用的信用卡的长宽比。
Saint Joseph’s University的Rachel W. Hall教授,写了一本名为《跨文化的数学》的小册子,里面提到了诗歌中隐藏的Fibonacci数列[3]。
在诗歌中,韵律是由音步控制的。梵诗中的音节有两种,长音L和短音S,并且它们的比例为2:1。那么我们可以提出这样的问题:在梵诗中,如果每一行被读出来所花费的时间相等,那么我们可以做出多少个长短音节的组合呢?
假设花费一个单元时间,我们只需一个短音节S;
那么花费两个单元时间,可能的组合有SS和L;
花费三个单元时间,可能的组合有SSS、SL和LS;
如果花费四个单元时间呢?有四种组合?错!事实上,仔细想想,就会发现是五种:SSSS、SSL、LL、SLS以及LSS。
接下来不用多说,你应该看出来了,它也符合Fibonacci数列!
值得一提的是,这个规律是由生活在12世纪中期的一位叫Acarya Hemacandra的人发现的,而他比Fibonacci数列的提出者莱昂纳多早了70年……
是不是很神奇呢?其实,梵诗里还藏着另外的东西——
举个例子,我要用四个音节来作诗,那么可能的组合有
四个短音节S(SSSS)| 1种
三个短音节S和一个长音节L(LSSS,SLSS,SSLS,SSSL)| 4种
两个短音节S和两个长音节L(LLSS,LSSL,LSLS,SSLL,SLLS,SLSL)| 6种
一个短音节S和三个长音节L(SLLL,LSLL,LLSL,LLLS)| 4种
四个长音节L(LLLL)| 1种
这个数列是否也很眼熟呢?对了,这不就是鼎鼎有名的杨辉三角(国外称帕斯卡三角Pascal’s Triangle)中的一行吗?
而这个发现,据说是由生活在公元前200年的Pingala完成的,哦买噶,怎么这么多奇人异士啊~~
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注释:
[1]许多民族音乐采用五度音阶,自然音乐采用八度音阶,而古典音乐和当代音乐则采用十三度音阶。援引自《数学——描绘自然与社会的有力模式》。
[2]如果我们成对地抽取Fibonacci数列中连续的数,它们的比值将越来越接近黄金比率。
[3]下文的例子译自R.Knott教授收集的资料,因为感觉他的版本更易理解。
提到斐波那契数列(Fibonacci Numbers),我会陌生 。打击我了 呵呵
很久没接触过数学了,现在看来是那样的熟悉和亲切
很好奇你是学什么的?越看越像一个cs或者se专业毕业的学生了
vaneswh Reply:
March 14th, 2010 at 1:09 am
我确实是医学院的学生,如假包换
这篇文章只是看了某本数学科普书之后做的笔记~