神奇而美丽的等角螺线
大自然,是神奇而美丽的。而数学,也是神奇而美丽的,等角螺线即是。
等角螺丝,又称对数螺线。最早是由笛卡尔(1596-1650)于1638年发现,也称“黄金螺线”,是自然界最完美的黄金比例。
其实,在自然界,我们很容易就能发现等角螺线,比如向日葵的果实。
这是一枚列支敦士登发行的极限明信片,图片图案就是向日葵的果实,而与之相应的邮票图案中的红色曲线就是等角螺线。
笛卡尔之后,对等角螺线作出更深入研究的是雅各布·伯努利(1654-1745),以下这枚塞尔维亚发行的邮票就形象地把等角螺线的绘制过程和求导公式列举出来了。
伯努利一生,对科学贡献颇多,但对于等角螺线却是情有独钟,直到临终,还留下遗言要把等角螺线刻在其墓碑上,并题词:“纵使改变,依然故我”。这充分完美地体现了等角螺线的特征。遗憾的是,粗心的雕刻师把同心圆形状的阿基米德螺线当作等角螺线刻于其上。(见下图)
当然,等角螺线还有许多,隐藏在自然界的角角落落,只要我们有一双发现的眼晴,这种神奇而美丽的螺线就会不断地会出现。以下是一枚土耳其邮票,图案就是蜗牛壳的等角螺线。
在一般人眼里,美是无法定量计算的。但是,数学家们做到了,在他们那里,万物皆可算。这就是数学带给我们的神奇!
如今,等角螺线更是应用于人类的生产中,例如工业中的抽水机涡轮叶片、农业生产中的轧刀刀口、建筑业混凝土的搅拌机叶片……