Наука и религия

Числата на Фибоначи в природата

Печат

Числата на Фибоначи в природата

 

Има ли магическо уравнение, обясняващо вселената? Поредица от числа, способни да разкрият и най-сложните органични свойства или да разгадаят сюжета на сериала „Изгубени”?  Вероятно не, но благодарение на един човек, живял в средните векове, и неговата страст да отглежда зайци, разполагаме със серия от числа, които отразяват редица разнообразни модели, срещани в природата.

През 1202г. италианският математик Леонардо Писано (познат още като Фибоначи, което означава „син на Боначи”) си е блъскал главата над следния въпрос: Колко двойки зайци могат да се пръкнат от един единствен чифт за една година при оптимални условия? Този експериментален замисъл предполага, че женските зайци ще  раждат винаги двойка зайци, като всеки чифт се състои от един мъжки и една женска.

Помислете – два новородени заека биват сложени в оградено място и оставени да се чифтосват както си знаят. Зайците не могат да имат поколение преди да са навършили поне едномесечна възраст, така че за първия месец от експеримента разполагаме само с една двойка зайци. В края на втория месец женската ражда нов чифт и вече разполагаме с две двойки зайци. Когато се изтъркаля и третият месец, първия чифт зайци произвежда още една двойка новородени, докато първото им поколение стигне зряла възраст. Това прави три чифта зайци, два от които ще възпроизведат по още две двойки следващия месец.

Редът е следният: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144 и така до безкрайност. Всяко число е сумата от предишните две. Тази поредица от цифри е известна като Числата на Фибоначи или Редицата на Фибоначи. Съотношението между последните две числа в редицата (1,618034) често наричаме „златното сечение”.

На пръв поглед експериментът на Фибоначи като че ли не ни предлага нищо повече от спекулативна теория за разможаването на зайци, но всъщност този модел често възниква в природата – факт, който интригува учените от векове.

Искате ли да видите как тези удивителни числа се проявяват в природата? Няма нужда да биете път до някой магазин за домашни любимци. Просто се огледайте около себе си.

ЗЛАТНОТО СЕЧЕНИЕ В ПРИРОДАТА

Няма да откриете числата на Фибоначи навсякъде в природата. Много от растенията и животните изразяват различни числови поредици. Пък и само защото числова редица може да бъде приложена към даден обект,  не означава непременно, че съществува взаимовръзка между цифрите и реалността. Както при нумерологичните суеверия от типа на това, че известните хора умират в комплекти по трима. Понякога съвпаденята са си просто… съвпадения.

  

Числата на Фибоначи, обаче, се проявяват достатъчно често в природата, което доказва, че отразяват някои природни закономерности. Обикновено можете да ги забележите, запознавайки се с начина, по който се развиват растенията. Ето няколко примера:

Глухарчета, борови шишарки, плодове и зеленчуци. Погледнете подредбата на семената в слънчогледовата пита и ще забележите, че изглежда като спирали, извиващи се няляво и надясно. Удивителното е, че ако преброите тези спирали, общият им брой ще бъде число на Фибоначи. Ако разделим спиралите на сочещи наляво и такива, сочещи надясно ще получим две поредни числа на Фибоначи. Можете да разчетете строежа на спиралите при шишарки, ананас или пък карфиол. Всички те демонстрират Редицата на Фибоначи.

 

Цветя и клонки:

Някои растения изразяват Редицата на Фибоначи в точките си на растеж. Това са местата, където клоните на дърветата се формират или разклоняват. Стъблото расте докато оформи клон, обособявайки две  точки на растеж. Тогава главното стъбло произвежда друг клон, оформяйки три точки на растеж. После стъблото и първият клон оформят още две точки на растеж, като общият брой на точките достига пет (2+3=5). Тази схема продължава, следвайки Редицата на Фибоначи. В допълнение, ако преброите венчелистчетата на някое цвете, често може да откриете, че общият им брой е число от поредицата на Фибоначи. Например лилията и перуниката имат по три венчелистчета, лютичетата и дивите рози – по пет, зюмбюлът има осем и така нататък.

 

Медоносни пчели:

Една пчелна колония се състои от царица, няколко търтея и много работници. Женските пчели (царицата и работниците) имат по двама родители – търтей и царица. Търтеите, от друга страна, се излюпват от неоплодени яйца. Това означава, че те имат само по един родител. Следователно, числата на Фибоначи изразяват родословното дърво на търтеят, който има един родител, двама прародители, трима пра-прародители и така нататък.

 

Човешкото тяло:

Хвърлете си един поглед в огледалото. Ще забележите, че повечето от частите на тялото ви следват числата едно, две, три и пет.  Имате един нос, две очи, крайници, състоящи се от по три отделни части и по пет пръста на всяка от двете си ръце. Пропорциите и мерките в човешкото тяло също могат да бъдат класифицирани според златното сечение. Молекулата на ДНК също следва тази поредица, бидейки дълга 34 ангстрьома (един ангстрьом е равен на 10 на минус 10-та степен m или 0,1 nm/нанометър/) и широка 21 ангстрьома за всеки пълен цикъл от двойната спирала.

Защо толкова много природни модели следват Редицата на Фибоначи? Учените си блъскат главите над това от векове. В някои случаи взаимовръзката може да е съвпадение. В други – съотношението съществува защото този специфичен  модел на растеж е резултат от еволюцията и е  най-ефективен. При растенията това може да означава например максимално излагане на слънце за листата или пък оптимално разпределение на семената.

 

Превод и редакция: Павел Павлов

 

Източници:

science.howstuffworks.com

Anderson, Matt, et al. „The Fibonacci Series.“ 1999. (June 14, 2008)http://library.thinkquest.org/27890/mainIndex.html

„Fibonacci numbers.“ Britannica Online Encyclopedia. 2008. (June 14, 2008)http://www.britannica.com/eb/article-9034168/Fibonacci-numbers

„Fibonacci Numbers in Nature.“ World Mysteries. (June 14, 2008)http://www.world-mysteries.com/sci_17.htm

Caldwell, Chris. „Fibonacci Numbers.“ The Top Twenty. (June 14, 2008)http://primes.utm.edu/top20/page.php?id=39

Grist, Stan. „The Hidden Structure and Fibonacci Mathematics.“ StanGrist.com. 2001. (June 14, 2008)http://www.stangrist.com/fibonacci.htm

Jovonovic, Rasko. „Fibonacci Numbers.“ Rasko Jovonovic’s World of Mathematics. January 2003. (June 14, 2008)http://milan.milanovic.org/math/english/contents.html

Knott, Ron. „Fibonacci Numbers in Nature.“ Ron Knott’s Web Pages on Mathematics. March 28, 2008. (June 14,2008)http://www.mcs.surrey.ac.uk/Personal/R.Knott/Fibonacci/fibnat.html

http://saprotiva.org/chislata-na-fibonachi-v-prirodata/

Wednesday the 21st. Spiralata.net 2002-2018