2018-04-15 斐波那契數(shù)列(兔子繁殖數(shù)列)

費波那契數(shù)列(兔子繁殖數(shù)列)


兔子在出生兩個月后,就有繁殖能力,一對成年而有繁殖力的兔子每個月能生出一對小兔子來。假設(shè)一年以后所有兔子都不死,那么一對小兔子一年以后可以繁殖多少對兔子?

我們來分析一下:

一月,這對小兔子未成年,所以是1對幼年兔子,0對成年兔子;

二月,這對小兔子變?yōu)槌赡晖米樱€沒有繁殖能力,所以是0對幼年兔子,1對成年兔子;

三月,這對成年兔子有了繁殖能力,生下一對小兔子(第一胎兒輩),所以是1對幼年兔子,1對成年兔子;

四月,這對老兔子又生下一對小兔子,而三月出生的那對小兔子雖然成年但還沒有繁殖能力,所以是1對幼年兔子,2對成年兔子;

五月,這對老兔子再生下一對小兔子,而三月出生的那對小兔子已有繁殖能力,也生下一對小兔子(第一胎孫輩),四月出生的那對小兔子則己成年但還沒有繁殖能力,所以是2對幼年兔子,3對成年兔子;

依次類推,可以列出下表:

由上表可知,從養(yǎng)一對小兔子開始,一年以后最多可以繁殖233對兔子。在商人眼里,養(yǎng)一對小兔子一年以后最多可以繁殖出466只兔子。但在老子等哲人眼里,兔子的生育必定是陰陽成對的;而在意大利數(shù)學家斐波那契眼里,成年兔子的對數(shù)則形成了一個完整的“兔子”數(shù)列:

這是斐波那契于1202年發(fā)現(xiàn)的一個神奇數(shù)列,又稱斐波那契數(shù)列。這個“兔子”數(shù)列被斐波納契以遞歸的方法加以定義:F0=0,F(xiàn)1=1,F(xiàn)n=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N*)。其主要特征至少有四:

一是從數(shù)列的第2項開始,每項數(shù)值都是前兩項之和。

二是從數(shù)列的第9項開始,相鄰兩項之比接近黃金分割數(shù),并且互為倒數(shù),尤其是從第11項開始,前后相鄰兩項比值的小數(shù)部分均為0.6180……無限接近于黃金分割無理數(shù)。

三是偶數(shù)項的平方比前后兩項的乘積少1,而奇數(shù)項的平方比前后兩項的乘積多1。比如,第4項3的平方比2和5的乘積少1,第5項5的平方比3和8的乘積多1。

四是數(shù)列第5n項和第12n項(n均為正整數(shù))的值與本項序列號具有相似性,即可以整除,比如第5項5÷5=1,第25項75025÷25=3001,第12項144÷12=12,余數(shù)均為零。

這四個特征與易經(jīng)象數(shù)均有緊密聯(lián)系,這里先分析“兔子”數(shù)列的遞歸特征和黃金分割特征與易經(jīng)象數(shù)的關(guān)系。

假定我們以遞歸的方法重新定義“兔子”數(shù)列的前兩項:F0=2,F(xiàn)1=5。這個問題就變成了:兔子在出生兩個月后,就有繁殖能力,一對成年而有繁殖力的兔子每個月能生出一對小兔子來。假設(shè)一年以后所有兔子都不死,那么5對小兔子和2對成年兔子一年以后可以繁殖多少對兔子?

依次類推,可知5對小兔子和2對成年兔子一年以后可以繁殖1631對兔子。

從上表三個“兔子”數(shù)列可以發(fā)現(xiàn):無論前兩項取什么值,只要從數(shù)列的第2項開始,每項數(shù)值都是前兩項之和;那么,從數(shù)列的第9項開始,相鄰兩項之比接近黃金分割數(shù),并且互為倒數(shù)。

由此可知,陰陽相互對立統(tǒng)一的兩個方面,無論它們初始的差距有多大,在對立統(tǒng)一發(fā)展的過程中,它們相互之間的關(guān)系總是無限趨近于平衡、和諧。

如果我們把A、B、C、D、E…作為事物發(fā)展若干階段的成果,用字母數(shù)學式來抽象表達“兔子”數(shù)列則是:

如果將“兔子”數(shù)列的前7個數(shù)項在二維空間作平面圖,或者將道(包括常道和非常道)、一、二、三及五行、六十四卦等7個象數(shù)折射于二維空間作平面圖,就可制成如下圖形。這個旋轉(zhuǎn)生成的圖形,正是生物(包括植物和動物)成長的抽象示意圖。

這個圖如果繼續(xù)再畫下去,就要畫13點了。因為圍繞“道、一、二、三”這個事物的核心(可視為仁或者種子),再接下去就是13、21、34……緊緊圍繞在這個中心周圍一直畫下去。這是一個無窮無盡的過程,所以這里只能畫個示意圖。這個斐波那契數(shù)列幾何圖很像圍棋,每個維度上的頂點就像是棋子。也許,圍棋的本義應(yīng)當是“維棋”。因為它演繹的正是易經(jīng)的象數(shù)和義理。

?可見,“道生一(包括常道生一,非常道生一),一生二,二生三,三生萬物”,這是大自然的普遍規(guī)律。道,是事物發(fā)展的源泉和動力。西方的對立統(tǒng)一思想(較早的代表人物畢達哥拉斯、赫拉克里特、亞里士多德、黑格爾等)其實與中國易經(jīng)象數(shù)是有共同之處的。其中,

斐波那契的“兔子”數(shù)列就是對中國易經(jīng)象數(shù)的繼承發(fā)展。斐波那契讓“兔子”告訴我們,對稱生長只是黃金分割生長的特殊情形(偶然的非常道),非對稱生長才是萬物生長的常態(tài)(即必然的常道)。

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