首頁 人類科學的認知結構:科學主體性解釋的“類腦模型”

第一節 從黃金分割率的發現談起

有關黃金分割率的發現,在流行的科學史或數學史教科書中通常會有如下的記載。

古希臘時期的數學家、哲學家畢達哥拉斯及其弟子最早發現了黃金分割的秘密。他們在研究數學時,常常把“數”看成沙子或小石子,並用它們進行各式各樣的數字排列。例如,1,3,6,10這些數叫三角形數,因為相應的數目能排列成正三角形;1,4,9,16,等等,這些數則被稱為正方形數,因為用石子表示時可把它們排成正方形。畢達哥拉斯學派還搞多角形數,如正五邊形數、正六邊形數和其他多邊形數。研究表明,畢達哥拉斯學派研究過若幹正多麵體,尤其是正四麵體和正十二麵體。後一圖形切開一半可成為兩個五邊形,再分成同樣的六個五邊形。這樣,他們從中得出那有名的五角星形標記[1],並從中發現“中末比”(黃金分割)。

另一個對黃金分割的發現有重要貢獻的人,據說是古希臘數學家歐多克斯。他曾就學於柏拉圖學園。他在數學方麵的最大貢獻是創立了比例論。同時他也係統地研究過中末比問題。據說,他通過數值計算求得中末比的值,但由於其著作已失傳而無法確證。學界有人認為,有關歐多克斯的一些結論隻能說是一種推測。[2]

倒是古希臘大哲學家柏拉圖通過對“五種多麵體”(亦稱柏拉圖體)的係統研究,使我們更多地看到黃金分割與正五邊形(正十邊形)的內在聯係。(見圖13-1)並且,他將五種正多麵體上升到宇宙起源和哲學高度來認識。他說:“十二麵體是被神用來界定宇宙的輪廓。”[3]在這些正多麵體中,二十麵體和十二麵體與中末比的關係最為密切:十二麵體中的正五邊形可形成正五角星形;二十麵體的十二個頂點,以四個一組,分為三組,若使每組的頂點在黃金長方形的各個角上,那麽這些長方形是相互垂直的,它們的相交點是二十麵體的中心。數學史家推測:“古希臘人對黃金比例的興趣可能開始於製作這些平麵圖形和立體圖形。”[4]