2018-04-15 斐波那契數(shù)列(兔子繁殖數(shù)列)

費(fèi)波那契數(shù)列(兔子繁殖數(shù)列)


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

我們來分析一下:

一月,這對(duì)小兔子未成年,所以是1對(duì)幼年兔子,0對(duì)成年兔子;

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

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

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

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

依次類推,可以列出下表:

由上表可知,從養(yǎng)一對(duì)小兔子開始,一年以后最多可以繁殖233對(duì)兔子。在商人眼里,養(yǎng)一對(duì)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(duì)的;而在意大利數(shù)學(xué)家斐波那契眼里,成年兔子的對(duì)數(shù)則形成了一個(gè)完整的“兔子”數(shù)列:

這是斐波那契于1202年發(fā)現(xiàn)的一個(gè)神奇數(shù)列,又稱斐波那契數(shù)列。這個(gè)“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(xiàng)開始,每項(xiàng)數(shù)值都是前兩項(xiàng)之和。

二是從數(shù)列的第9項(xiàng)開始,相鄰兩項(xiàng)之比接近黃金分割數(shù),并且互為倒數(shù),尤其是從第11項(xiàng)開始,前后相鄰兩項(xiàng)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(xiàng)的平方比前后兩項(xiàng)的乘積少1,而奇數(shù)項(xiàng)的平方比前后兩項(xiàng)的乘積多1。比如,第4項(xiàng)3的平方比2和5的乘積少1,第5項(xiàng)5的平方比3和8的乘積多1。

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

這四個(gè)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(xiàng):F0=2,F(xiàn)1=5。這個(gè)問題就變成了:兔子在出生兩個(gè)月后,就有繁殖能力,一對(duì)成年而有繁殖力的兔子每個(gè)月能生出一對(duì)小兔子來。假設(shè)一年以后所有兔子都不死,那么5對(duì)小兔子和2對(duì)成年兔子一年以后可以繁殖多少對(duì)兔子?

依次類推,可知5對(duì)小兔子和2對(duì)成年兔子一年以后可以繁殖1631對(duì)兔子。

從上表三個(gè)“兔子”數(shù)列可以發(fā)現(xiàn):無論前兩項(xiàng)取什么值,只要從數(shù)列的第2項(xiàng)開始,每項(xiàng)數(shù)值都是前兩項(xiàng)之和;那么,從數(shù)列的第9項(xiàng)開始,相鄰兩項(xiàng)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(duì)立統(tǒng)一的兩個(gè)方面,無論它們初始的差距有多大,在對(duì)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(xué)式來抽象表達(dá)“兔子”數(shù)列則是:

如果將“兔子”數(shù)列的前7個(gè)數(shù)項(xiàng)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(gè)象數(shù)折射于二維空間作平面圖,就可制成如下圖形。這個(gè)旋轉(zhuǎn)生成的圖形,正是生物(包括植物和動(dòng)物)成長的抽象示意圖。

這個(gè)圖如果繼續(xù)再畫下去,就要畫13點(diǎn)了。因?yàn)閲@“道、一、二、三”這個(gè)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(gè)中心周圍一直畫下去。這是一個(gè)無窮無盡的過程,所以這里只能畫個(gè)示意圖。這個(gè)斐波那契數(shù)列幾何圖很像圍棋,每個(gè)維度上的頂點(diǎn)就像是棋子。也許,圍棋的本義應(yīng)當(dāng)是“維棋”。因?yàn)樗堇[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(dòng)力。西方的對(duì)立統(tǒng)一思想(較早的代表人物畢達(dá)哥拉斯、赫拉克里特、亞里士多德、黑格爾等)其實(shí)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(duì)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(duì)稱生長只是黃金分割生長的特殊情形(偶然的非常道),非對(duì)稱生長才是萬物生長的常態(tài)(即必然的常道)。

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