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面朝大海,春暖花开

2015-05-27渠慎情

新高考·高二数学 2015年2期
关键词:面朝波浪海浪

渠慎情

海子说:面朝大海,春暖花开.

诗人的心中,也许曾经是满含着美的.

但,我更愿牵着你的手,踏着松软细沙,漫步海边,让清风拂面.

其实,幸福就是如此简单.

无需非要去寻得海天一色,或是蔚蓝天空下的清澈见底;也无需到普罗旺斯站在满是紫色薰衣草的崖边去感受浪花纷飞,或是惊涛拍岸.需要的只有一点,与你相伴,面朝大海,感受春暖花开.

庞加莱说:数学家不单单因为数学有用而研究数学;他研究她还因为他喜欢她,而他喜欢她则是因为她是美丽的.

如果说,大自然的美可以由眼睛去发现,那么我会觉得数学的美和爱情的美一样,需要由心去寻求去发现.诗人总想把爱情之美化作言语,流传于世;数学家也在极力地探求雪花的对称美,还有它们存在的唯一美;他们还在探求大海波涛中是否蕴含着正弦曲线,在探求海底那些贝壳上由大自然画出的美丽螺旋线……

一、诗意大海里,飞起正弦曲线

诗人看到大海会想到春暖花开.数学家们也在忙着探索这无穷水能量下蕴含多少未知.如果每一片雪花都不一样的话,那么每一朵浪花也都有着各自的奇异吧.

海浪的成因是复杂的,风、地震、月亮或是太阳,或许这些都是海浪形成的原因.海浪义是随意的,多少年来,人们总是想着用一些数学方程来描画海浪,来解析海浪多变的形态、大小、特性或是构成,于是,也就有人在实验室着手研究这一切.

19世纪初,科学家们就在实验室里进行了有关大海的模拟控制实验,力求获悉更多关于大海的信息.1802年,有科学家首先使用公式建立了最初的波的理论.比如在波峰上的水的运动方向与波谷的水的运动方向相反;在水的表面上的每一个水分子在回到原位置之前都运动在一个圆形轨道上,经过研究,大家还发现:这个圆的直径等于波高,等等.

波浪与旋转的水分子紧密联系,而正弦曲线与摆线也都依赖于转动的圆,所以科学家们在研究海洋波浪时想到一些数学方程或模型自然也就不足为奇了.我们知道,实验室里的条件会尽可能的理想化,而大海波浪每时每刻各式各样的存在却是现实的,更是随意的.它会随着自己的性子,或温和起伏荡漾,或舒展如卷起千堆雪.但是,科学家们的执着,外加概率统计等理论的介入,在大量的数据分析后,有人还是给出了一些关于海洋波浪的有趣性质:比如海浪的波长依赖于周期;而一般情况下,波高却不依赖于周期及波长;当波峰的角度超过120。时,波便被破坏了,当波被破坏的时候其大部分能量也将随之损耗等等.

就像世上不存在一模一样的两片雪花,海洋里也不会飞起一模一样的浪花.许多存在,都是唯一的,是独一无二的.人们总想借助一些数学模型去努力理解更多的海浪,是多么艰难的一件事!

如同白天不懂夜的黑,我们也不能理解诗人春暖花开的意义一般,实验也只不过是对现实的一种理想推断以及对未知的强烈追求罢了.

二、丰富大海里,藏着无尽美丽

也许,真正的美都是藏着的.

一抔海沙,看其从指与指的缝隙轻轻滑落,这是否能激起你的某种遐想?

一沙已是一个世界,那看似无尽的大海呢?我们除了感慨大自然的伟大与生命的渺小外,更是在遥想着那大海深处——那片蓝色诗意下,所蕴藏着的无数美丽.

丰富绚烂的几何图案最是美不胜收,它们都毫不吝啬地出现在海底世界中.五颜六色的星形海盘车,透明的伞状水母,奇特的心形海胆……抛开表象,你能看到更多的美,圆的渐开线相似于鸟蛤壳形成的曲线,珊瑚虫和水母则形成随即弯曲或近乎分形的不可思议的图案;轴对称的三叶虫及各种鱼虾、中心对称的放射虫类等,则是一种对称的美.

天高任鸟飞,海阔凭鱼跃.在海里游啊游的鱼是自由快乐的吧?看看它们身上那闪闪发光的鳞吧,排列得多漂亮.漂亮,也许是因为这些鱼鳞便是一种完美的镶嵌.

海里有美丽的海螺姑娘吗?不知道.但是,海里一定有各式各样的美丽海螺,绘出了它们的完美螺线.有展示等角螺线的鹦鹉螺,还有展示三维螺线的海狮螺等.

“尝抟极而上,今吾犹如故.”这是大数学家雅各布·伯努利的墓志铭.17世纪后半叶,雅各布发现了许多有关螺线的性质.他又对等角螺线情有独钟,所以在临终前特地嘱咐,要求将一正一反的两条等角螺线刻在他的墓碑上,并附以上面简洁且义含义双关的颂词.

假如让你现在去想象一种曲线,或许螺线并不是你的首选,甚至你都不一定听说过,但它们的家族却很庞大,扁平螺线、三维螺线、左旋螺线、右旋螺线、等角螺线、几何螺线、矩形螺线……——从唯一的一个奇点开始,又围着它不断地绕下去,绕出无限的长度,绕出开放的世界,

也有人认为,螺线是一种令人兴奋的曲线,因为它们随时存在于我们的身边.看看吧:螺丝钉、蜘蛛网、贝壳、DNA、旋风、漩涡、有蔓植物,甚至于银河系!当然,只有爱好数学的人,才能把它们一一对应到数学中的各种有着精确定义的螺线,才能了解它们各自存在的价值与意义.

丰富的大海里蕴藏着太多的数学美,又何止各种几何图形呢?而数学的美也远不只是大海的珍藏.

海浪涌动,像是一种瞬间的永恒.时而温和平静,时而强烈得难以抗拒,它们真的被正弦与摆线所控制着?遐想也涌动于我的脑海里了……

在遥远蔚蓝天空下

涌动着金色的海浪

就在那里 是我遐想的地方

当风带着海洋的味道吹向我脸庞

感受朵朵浪花打湿我衣裳

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