什麼是黃金分割?

花匠菜農小美

這是一個相當古老的問題,起源於古希臘的神秘哲學流派畢達哥拉斯學派。畢達哥拉斯學派的數學家發現,如若按照某個比例規則分割整體與部分時,可以得到一系列相關的組合。這個分割規則,就是黃金分割。一個最簡單的例子,比如,將一條線段按照這樣的規則加以分割,使分割後的結果符合一個比例,即整條線段與分割出來線段之一的比,等於分割後的兩個線段之間的比例。如下圖所示:

其中的神奇之處就在於,通過這個分割比率Φ(音斐,據說是為了紀念最早發現黃金分割律的古希臘數學家斐波那契),就可以將整體與部分關聯起來。並且,還可以按照這個比率繼續將部分分割下去,使一系列分割彼此之間都能通過比率Φ繼續相互連接在一起,如同下圖的斐波那契螺旋線。

符合黃金比率的矩形被稱之為黃金矩形,其中的比率Φ被稱為黃金比率,Φ=1.6180339887......黃金分割點大約就在整條線的0.618處,稱為黃金分割點。

自然界本身就存在大量符合黃金分割的現象,比如很多樹葉的形狀、樹幹與樹枝的分佈、人體的比例,等等。也有很多建築師採用黃金分割率來確定建築的結構。但最著名的應用,是我國數學家華羅庚的優選法,也稱為0.618法,就是利用黃金分割點來確定最優實驗點的方法。

當然,黃金分割只是許多數學規律中的一個,在一定範圍內適用,並不能代表全部數學,更不能說明自然界的一切,所以不能將其神秘化或神聖化。

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