自然界中迷人的数学图形

　　让我们从圆规开始谈起。
　　大约公元前十五世纪的甲骨文中，已有＂规矩＂二字，画圆的规以及画方的矩似乎是人类最早掌握的画图工具。在汉代墓中出现了，左边是＂规＂，右边是＂矩＂的画。
　　不过，比起＂矩＂画出的图形，＂规＂所画出的圆似乎更受人喜爱。在我们华夏文化中，圆似乎一直与＂包容、和谐＂的观念有关，也创造出＂圆融、团圆＂这样的词语。期待着诸事圆满似乎是我们华夏民族哲学看待人生的一种基本情调。
　　汉代半球钮八乳钉规矩铜镜
　　另一方面，古希腊人则是迷恋圆的几何特性。＂圆周上的每一点都与圆心等距＂的特性对于古希腊人而言象征着一种宇宙的对称性。热爱几何的古希腊人因此非常迷恋圆。
　　不只人热爱圆，自然界也热爱圆。观察一下，所有的波纹都是圆的。
　　水中的水波纹 为什么呢？
　　数学家可以告诉我们，因为水是流体，扰动会挤压邻近区域向外扩展，如果各个方向的情况相同，那么扰动在各个方向的传播速率就会一致，再加上，如果在任一时刻，波纹从小石子开始往各个方向的传播距离都相等。所以，小石子激起的波纹就是一个圆。
　　从这观点看来，圆真的是充满＂一致性＂的图形啊。
　　大自然从不单调，也充满了各式各样迷人的艺术创作，所以让我们一起看看其他自然界的艺术家所画出的图形吧！
　　先看看蛇的作品。蛇的行进方式最常见的，就是运用身体蛇行，以＂S＂型的方式向前推进。
　　S形爬行的蛇
　　不知道大家喜欢蛇的艺术作品吗？
　　（当然，数学家欣赏蛇的作品的方式，可能和绝大多数人不一样吧！）
　　数字系统对于数学家而言，就像佛教的法器一样，可以解决很多奇妙又有趣的问题，看穿很多自然界复杂的图形背后的数学模式。
　　如果，你对隐藏在各种自然的奇妙图形底下的数学模式有兴趣，不妨参考英国皇家学院院士Ian Stewart的作品The Beauty of Numbers in Nature，一定会有不少丰盛的收获喔！
　　顺道介绍一下，英国皇家学会成立于1660年，一开始是由12位热爱自然科学的绅士自发性所组成，当时称无形学院（InvisibleCollege），是世界上历史最长而又从未间断过的科学学会。作为一个独立自治的社团，其无论在制定学会章程或确认学会成员时，都不需要获得任何形式的政府批准。也许，正是因为这种单纯，所以到今天英国皇家学会在世界上都始终享有很高的荣誉。
　　最后，请大家一起看看下图河豚的艺术作品吧，在繁殖季节来临之际，雄性河豚就会在海底选择一块＂风水宝地＂，根据它脑中已有的精确完美的平面图，以一种圆形的路线开始游动，然后用它的鳍以一种单一的动作在沙子中挖出凹槽，就会形成下图的形状。
　　是不是很美丽呢？当然，这图案是单纯还是复杂，也许和你喜不喜欢数字有关的！