September 7, 2023

Математическое обеспечение. Последовательность Фибоначчи в реальном мире

Материал подготовлен специально для инвест-клуба Валерии Винокуровой

В прошлой главе мы рассмотрели основные свойства, связывающие последовательность Фибоначчи. В этой главе мы плавно перенесемся от формул на бумаге – к практике. И рассмотрим, где можно встретить последовательности в реальном мире.

Золотое сечение

Любой отрезок может быть поделен таким образом, что отношение его меньшей части к большей окажется таким же, как и отношение большей части ко всему отрезку. Пример – на рисунке ниже. Это отношение равно 0.618.

Золотое сечение встречается в природе повсеместно. Человеческое тело соответствует принципу золотого сечения фактически во всем: начиная от пропорций всего тела и заканчивая чертами лица.

В XVI столетии Иоганн Кеплер, говоря о золотом или «Божественном», сечении, написал, что фактически оно описывает все созданное и символизирует Божественное творение по своему подобию. Даже пупок делит человеческое тело по принципу золотого сечения!

Для статистического усреднения используется число, примерно равное 0.618. Отношение остается верным отдельно для мужчин и отдельно для женщин, что есть символ творения по своему подобию. Является ли и прогресс человечества – творением по своему подобию?

Золотой прямоугольник

Стороны золотого прямоугольника имеют отношение 1.618 к 1. Чтобы построить золотой прямоугольник, начните с квадрата со сторонами, равными двум единицам. Потом проведите линию от середины одной стороны квадрата к одной из его вершин, образующих противоположную сторону, как показано на рисунке:

Треугольник EDB прямоугольный. Около 550 г. до н.э. Пифагор доказал, что квадрат гипотенузы (X) прямоугольного треугольника равен сумме квадратов двух других его сторон.

В построенных таким образом прямоугольниках стороны связаны золотым коэффициентом. Таким образом, и прямоугольник AFGC, и прямоугольник BFGD – золотые. Доказательства этого факта следующее:

Стороны прямоугольников связаны золотым отношением. Следовательно, эти прямоугольники, по определению, – золотые прямоугольники.

Использование золотого прямоугольника в произведениях искусства чрезвычайно усиливает их привлекательность. Особенно сильно были очарованы золотым прямоугольником древние египтяне и греки, использовавшие его весьма часто. Не забывали о нем и художники Ренессанса, как, впрочем, и во всех других наивысших моментах развития цивилизации.

Большое значение золотому отношению придавал и Леонардо да Винчи. Он находил красивыми задаваемые им пропорции и говорил, что если вещь выглядит неправильно, она не работает. Многие из его картин выглядели прекрасно, потому что он сознательно использовал золотой прямоугольник для усиления их привлекательности. Античные и современные архитекторы, и в особенности строители Парфенона в Афинах, тоже неизменно придерживались правила золотого прямоугольника.

Окна, картинные рамы, здания, книги и кладбищенские кресты часто являются приближениями к золотому прямоугольнику.

Как и в случае золотого сечения, значение золотого прямоугольника не исчерпывается его красотой, но, по-видимому, обслуживает и функциональные задачи. Среди множества примеров наиболее удивительный состоит в том, что двойная спираль ДНК сама создает точные золотые прямоугольники, изгибаясь с правильными интервалами.

Золотое сечение и золотой прямоугольник представляют собой статичные формы природной или рукотворной красоты и функциональности. А наиболее ярким представлением эстетически приятного динамизма, упорядоченного роста или процесса является золотая спираль.

Золотая спираль

Для построения золотой спирали может быть использован золотой прямоугольник. Каждый золотой прямоугольник может быть поделен на квадрат и меньший золотой прямоугольник, как показано на рисунке:

Теоретически процесс такого деления может продолжаться бесконечно. Нарисованные в результате квадраты закручиваются внутрь, они помечены как А, В, С, D, Е, F и С.

Пунктирные отрезки, которые сами имеют золотое отношение друг к другу, делят прямоугольник по диагоналям и указывают теоретический центр закручивающихся квадратов. Начав рядом с этой точкой, мы можем нарисовать спираль, показанную на рисунке снизу, соединив кривой точки пересечения закручивающихся квадратов в направлении их увеличения.

По мере того, как квадраты закручиваются внутрь и наружу, точки их соединения указывают путь золотой спирали:

В любой точке золотой спирали отношение длины дуги к ее диаметру равно 1.618. Отношение диаметров и радиусов, отстающих друг от друга на 90°, в свою очередь, равно 1.618, что и показано на рисунке:

Золотая спираль – являющаяся логарифмической, или равноугольной, спиралью – не имеет границ и обладает постоянной формой. Из любой своей точки спираль может быть бесконечно продолжена как внутрь, так и наружу. Центр никогда не достигается, и наружу спираль простирается бесконечно.

Ядро логарифмической спирали на рисунке сверху – если посмотреть на него под микроскопом – имело бы тот же вид, что и ее продолжение (если посмотреть на него с расстояния световых лет).

Если фигуры Евклидовой геометрии (за исключением эллипса) в типичном случае подразумевают статичность, то спираль содержит движение: рост и уменьшение, развертывание и сжатие, прогресс и регресс. Логарифмическая спираль оказывается сущностным выражением явления естественного роста, обнаруживаемого во вселенной повсеместно.

Ее придерживаются и такие мелкие движения, как движение атомарных частиц, и такие огромные, как движение галактик. Как указывал Дэвид Бергамини в своей «Математике», написанной для серии Time-Life Books’ Science Library, хвост кометы изгибается по направлению от Солнца по логарифмической спирали. Бактерии растут с ускорением, график которого имеет вид логарифмической спирали. Электронный микроскоп, наведенный на искусственный кристалл, обнаруживает логарифмические спирали. Еловые шишки, морские коньки, раковины моллюсков и улиток, океанские волны, папоротник, рога животных и расположение семечек подсолнуха или маргаритки – все это образует логарифмические спирали.

Ураганы, водовороты и галактики внешнего космоса тоже закручиваются в логарифмические спирали. Даже человеческий палец, составленный из трех костей, образующих по отношению друг к другу золотое сечение, принимает спиральную форму в согнутом виде.

На рисунке ниже мы видим отражение этого космического влияния во множестве форм. Миллионы лет и световые годы разделяют еловую шишку и спираль Млечного Пути, но устройство их одинаково: коэффициент 1.618, вероятно – есть первичный закон, управляющий динамикой природных явлений. Золотая спираль разворачивается перед нами как символ одного из величайших замыслов природы, как сила нескончаемого расширения и сжатия. Это статичный закон, управляющий динамическими процессами и основанный на коэффициенте 1.618 – отношении золотой середины.

На сегодня всё. Как обычно, закрепить полученную информацию и проверить себя можно с помощью теста: https://teletype.in/@lera_vin/editor/safQ7h5X2T0. Успехов и до новых встреч!)

Больше интересного в мире криптовалют👇
Instagram - https://instagram.com/lera__vin
Заработок на криптовалюте – откровенное интервью Валерии Винокуровой на «Метаморфозах» Осипова - https://youtu.be/irtnax2btV4