《少年科学馆》微信试读:上帝宠爱的数字

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数学是研究数字的学问,在无穷无尽的数字中,有一些是非常特别的,这些数字能揭示一些大自然的秘密。而黄金分割数无疑是这里面很重要的一个,为什么呢?
这一页给孩子讲黄金分割数的特殊。
以下是书里的文字,请试读:
一台演出,如果只有一个演员,他站在什么位置上,观众看起来效果最好?
“舞台的正中央吧?”——(小克)
“哦,那看起来比较呆板,还有些突兀。”
“那站在舞台一边呢?”
“唔,那样貌似有怯场之嫌。”
“那到底站哪儿好?”
“站在整个舞台宽度的0.618处,这样整体的画面效果会比较好。”
当人的腿长与身高之比为0.618时,身材最优美。古希腊的艺术精品——米罗的维纳斯像和太阳神阿波罗,双腿长度与身高的比值都是0.618。统计数据表明,现代女性腿长与身高的比值平均为0.54,怪不得女士们都钟爱高跟鞋呀!穿上高跟鞋,能让自己的身材看上去更修长。
二胡的弦上有个“千金”,将整根琴弦一分为二,当分弦的比符合0.618时,演奏出来的音最好听。
古埃及的金字塔的高度为137米,而它的底边的长度为227米,二者之比为0.629,很接近黄金分割数。
法国的埃菲尔铁塔高300米,共设计了3个观景平台,其中第2层平台是铁塔的4条腿开始收拢为塔身的转折点。知道第2层平台的高度是多少吗?是115米,而(300-115)÷300=0.617,很接近黄金分割数。
人是大自然的杰作。人体中也有很多黄金分割数,比如头顶至后脑的0.618处是百会穴,下颌到头顶的0.618处是天目穴,手指到手腕的0.618处是劳宫穴,脚后跟到脚趾的0.618处是涌泉穴,脚底到头顶的0.618处是丹田穴……
不仅如此,黄金分割数在养生中也显山露水。科学家研究证实,成年人每天睡眠7.5小时是最合理的,而12×0.618=7.4小时,可见睡眠时间是夜晚时间的0.618倍最为理想。人体的体温是36℃,人体感觉最舒适的温度是22℃,22÷36=0.611,也十分接近黄金分割数。
图中每个大方块与小方块的边长比都是0.618,因为严格符合黄金分割数,蒙娜丽莎才那么的好看。
这一页讲了黄金分割数的来历。
以下是书里的文字,请试读:
黄金分割最早是古希腊人发现的。他们在研究正五边形和正十边形的时候,最早提出了这个比例。如图所示:AB/BE=0.618。
怎么知道的?柠檬告诉你。
初中几何课会告诉我们,三角形的内角和是180º,所以正五边形的内角之和是3×180º=540º,单个内角的大小是540º÷5=108º。所以
ABsin(108º÷2)×2=BE
从而得到
AB/BE=0.618
哇!看到没有?正五边形,也就是黄金分割数的“家”里,竟赫然有一颗五角星。拥有如此“星味儿”十足的家世,怪不得0.618所到之处星辉耀眼!
不仅如此,黄金分割还真能用于实践。60年代,大数学家华罗庚发明的“黄金优选法”就大大提高了炼钢的效率,让0.618大放异彩。
以下是书里的文字,请试读:
20世纪60年代,我国的数学家华罗庚创造并证明了“黄金优选法”,可以广泛地用于生产和生活。无论是生产生活,还是科学试验,我们经常会碰到这样的问题,就是对同样一件工作,我们要进行多次试验,每次试验选择不同的参数,而试验的目的就是找到最合理的参数。
比如,在炼钢的时候,如果加入某种化学原料,就会大大改善钢的强度。但是加入多少才能达到最大效果呢?假定我们已经知道每吨钢加入这种原料的数量应该在1000克到2000克之间,那么怎样才能得到最佳添加量呢?
最常用的方法是二分法,而华罗庚的方法则不同:
在华罗庚的“黄金优选法”中,不是每次选中点,而是这样选:
选取1000克与2000克之间的黄金分割点1618克作为第一个试验点。
选取1000克与1618克之间的黄金分割点1382克作为第二个试验点。
比较两次试验的结果。如果1618克处的效果较差,就去掉1618克到2000克的一段,相反的话,就删去1000克到1382克的一段。
在剩余的部分中不断重复上述试验,直到得到我们需要的结果。
表面看起来,换汤不换药。前一种方法是每次取中点,后一种方法是每次取黄金分割点。可效果怎么样呢?黄金分割点又一次弯道超车,跑赢对手!
华罗庚从理论上证明了,“黄金优选法”是所有“优选法”中能最快得到理想结果的一种方法。“黄金优选法”可以大大降低生产和科研的成本,提高效率。
“啊!太厉害了!0.618这个数字简直帅呆了!”——(小克)
“是吧?秀外慧中,人家脸蛋漂亮,还长大米。”
“为什么呢?柠檬,这是为什么呢?为什么老是这个0.618呢?”
“啊哦,这个……柠檬也不知道。”
“我觉得吧,也许吧,自然界中存在一些我们还不了解的秘密,哦,就是你们大人说的规律。0.618就是数字中的精灵,悄悄掀开帘幕的一角,让我们看到未知的奥秘,不过,只给我们看到了一点点。
“哈哈哈,你说的真有意思!也许就是这样吧?中国古代先哲庄子不是说嘛,‘天地有大美而不言,四时有明法而不议,万物有成理而不说’。”
试读完了。喜欢吗?欢迎把您的感受,直接和柠檬交流。请发信息到柠檬夸克公众微信号:ningmengkuake。
本篇的内容,选自《少年科学馆》
《少年科学馆》是一套科普书,适合小学2年级以上的孩子自主阅读。全套5本,内容覆盖天文、地球、数学、物理和化学。包括:《探索宇宙的奥秘》、《你不知道地球有多好》、《让路!数学来了》、《物理世界真奇妙》、《体验一把化学家》等5册。
在编排方式上,《少年科学馆》中有两个主人公——柠檬和小克,采用柠檬和小克对话的方式,串接起全书内容。
柠檬的作用可不是“老师”,它是“辅导员”,是“知心朋友” +“学习的引导者”。小克的作用实际上是“读者代言人”,陪伴读者一起学习,替小读者问出,阅读中可能产生的问题。
《让路!数学来拉》这一册讲的是数学的知识。本篇就选自这一本。
第一章
从银行利率入手,告诉孩子最基本的数学知识。让孩子可以利用数学知识来理财。
第二章
介绍数学上一个特殊的数字——0.618,这个数字和生命、美学关系巨大,被称为黄金分割数。
第三章 数字们,站队啦
数列,这可是小学5年级的必修课,让孩子提前接触一下,你会发现,那时的学习会很轻松。
第四章
嘘!秘密(上)
第五章 嘘!秘密(下)
这两章讲的是密码。经常出现在谍战片里,密码是一个纯粹的数学问题。如何加密和解密?看看就知道了。
第六章
本章介绍的是条码和二维码。二维码现在是我们生活中不可缺少的部分,到处都有扫一扫,可你知道二维码里蕴含着什么秘密吗?
第七章
经典的几何学问题,是孩子学习几何的入门知识。
第八章圣诞老人的烦恼
同样是一个经典的几何学问题:一笔画,绝对锻炼孩子的形象思维和空间思维能力。
第九章四种颜色就够了吗
讲的是数学中经典问题之一:四色问题,这一问题虽然简单,却拓展了一个数学分支,绝对前沿内容。
第十章 蜜蜂教给人类的
蜂房号称是世界上最优异的建筑结构,它到底优异在哪里?我们从数学的角度来说一说。
第十一章
十进制不是天上掉下来的
我们为什么要用十进制?而计算机只能用二进制?这里面有什么深刻的原因吗?
第十二章 数学皇冠上的明珠
著名的哥德巴赫猜想,这是难倒无数数学家的世界性难题,至今无人能解。目前最接近完成的是我国数学家陈景润,只要再进一步,就会完全解决这个难题。咱家大宝会不会是这个人呢?
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