11 เม.ย. เวลา 04:06 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

คณิตศาสตร์ คือ ภาษาของจักรวาล

Go down deep enough into anything and you will find mathematics.
Dean Schlicter
คณิตศาสตร์คือจิตวิญญาณของธรรมชาติ ทั้งสองอย่างเป็นสิ่งที่ให้กำเนิดกันและกัน ในความเป็นจริงนั้น คณิตศาสตร์ซ่อนอยู่รอบตัวและควบรวมเป็นหนึ่งเดียวกับธรรมชาติ มันแทรกซึมอยู่ในชีวิตประจำวันของพวกเราตลอดเวลา
นักคณิตศาสตร์ชาวอิตาลี ‘เลโอนาร์โด แห่งปิซา’ เขาได้ค้นพบรูปแบบทางคณิตศาสตร์ที่น่าเหลือเชื่อ ที่มันได้แทรกซึมอยู่ในชีวิตมนุษย์มาโดยตลอด นั่นคือ "ลำดับฟีโบนักชี (Fibonacci Sequence)"
ลำดับฟีโบนักชี (Fibonacci Sequence) คือ ชุดตัวเลข โดยตัวเลขแต่ละตัวคือผลรวมของตัวเลขสองตัวก่อนหน้า เริ่มจาก 0 ดังนี้ : 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144… โดยอัตราส่วนของทุกตัวเลขและตัวเลขก่อนหน้านั้นก็มีความเชื่อมโยงกับค่า phi ที่ 1.618
เมื่อนำตัวเลขแต่ละตัวมาจัดเรียงในรูปแบบของสี่เหลี่ยมจัตุรัส ก็จะสามารถจัดเรียงได้ดังภาพด้านล่าง
การเรียงกันของสี่เหลี่ยมจัตุรัสซึ่งมีความยาวแต่ละด้านเท่ากับลำดับฟีโบนัชชีต่อเนื่องกัน : 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13 และ 21
และเมื่อลองสังเกตุเฉพาะมุมตรงข้ามของสี่เหลี่ยมแต่ละผื่นที่เชื่อมต่อกัน มันจะเกิดเป็นเกลียว ดังภาพด้านล่าง
เกลียวฟีโบนัชชี : เกลียวทองที่เกิดขึ้นโดยการวาดส่วนเว้าโค้งที่จุดเชื่อมของมุมตรงข้ามในแต่ละสี่เหลี่ยมบนสี่เหลี่ยมฤีโบนัชชี
เกลียวในภาพเรียกว่า ‘เกลียวทอง’ (Golden Spiral) ซึ่งทั้งลำดับฟีโบนักชีและเกลียวทองนี้สามารถพบเห็นได้ในองค์ประกอบของธรรมชาติ ยกตัวอย่างดังต่อไปนี้
1) ฝูงนก : ถ้าเราลองสังเกตุดูดีๆ ฝูงนกในภาพนั้นกำลังบินมาเป็นลำดับฟีโบนักชี
ภาพถ่าย โดย Zadid Shifat บน Flickr นกบินเป็นชุดตัวเลข 1, 1, 2, 3, 5, 8, เป็นลำดับฟีโบนัชชี นับจากขวาไปซ้าย
2) กิ่งก้านของต้นไม้ : ต้นไม้ส่วนใหญ่เติบโตในลักษณะในภาพ จะเห็นได้ว่ามีลำต้นเพียงลำเดียวที่แตกกิ่งก้านออกมา และกิ่งก้านเหล่านั้นก็แตกกิ่งต่อๆไป จนกลายเป็นลำดับฟีโบนัชชีดังในภาพ
ลำดับฟีโบนัชชีที่เห็นในรูปแบบการแตกแขนงของต้นไม้
3) DNA helix : โครงสร้างในรูปแบบเกลียวตคู่ของ DNA ของมนุษย์มีขนาดและอัตราส่วนที่น่ามหัศจรรย์ โดยส่วนที่เป็นเกลียวมีความยาวโดยรอบประมาณ 3.4 นาโมเมตร (34A) ในขณะที่มีความกว้าง 2 นาโนเมตร (20A) อัตราส่วนนั้นเท่ากับค่า phi คือ 1.618
แบบจำลอง DNA
4) ใบหน้าของมนุษย์ : ว่ากันว่าการที่มนุษย์คนไหนมีอัตราส่วนใบหน้าเข้าใกล้อัตราส่วนทองคำมากเท่าไหร่ก็ยิ่งมีเสน่ห์มากขึ้นเท่านั้น นักชีววิทยาเชิงวิวัฒนาการค้นพบว่าอัตราส่วนทองคำนั้นคือตัวบ่งชี้ว่าคุณมีสุขภาพดีมากแค่ไหนด้วย และรอยยิ้มที่น่าดึงดูดใจที่สุดนั้นมีอัตราส่วนของฟัน คือ ฟันซี่กลางต้องกว้างกว่าฟันซี่ด้านข้าง 1.618 เท่า และกว้างกว่าเขี้ยว 1.618 เท่า นอกจากนี้ ศัลยแพทย์ยังใช้อัตราส่วนทองคำมาใช้ในการวิเคราะห์ใบหน้าและปรับแต่งใบหน้าอีกด้วย
5) กลีบดอกไม้ : แต่ละกลีบของดอกไม้นั้นจะอยู่ในมุม 0.61 องศา เพื่อให้ได้รับแสงแดดมากที่สุด ดอกลิลลี่มีกลีบดอก 3 กลีบ ส่วนดอกบัตเตอร์คัพมี 5 กลีบ ดอกซิโครี่มี 21 กลีบ และดอกเดซี่มี 34 กลีบ จะเห็นได้ว่ากลีบดอกไม้ก็มีลำดับฟีโบนัชชีอยู่ในนั้นด้วย
กลีบดอกเดซี่
6) ฝูงผึ้ง : ถ้าเรานำจำนวนผึ้งตัวเมียมาหารด้วยจำนวนผึ้งตัวผู้ คำตอบจะเข้าใกล้ค่า phi นั่นคือ 1.618 นอกจากนั้น ระบบการสืบพันธุ์ของผึ้งนั้นอัศจรรย์มาก โดยผึ้งตัวเมียเมื่อถูกปฏิสนธิจากผึ้งตัวผู้ จะให้กำเนิดผึ้งเพศเมียออกมาเท่านั้น ส่วนผึ้งตัวผู้จะกำเนิดได้ก็ต่อเมื่อผึ้งตัวเมียไม่ได้มีการผสมพันธุ์ จะเกิดจากกระบวนการที่เรียกว่า "พาร์ธีโนเจเนซิส (Parthenogenesis)"
พาร์ธีโนเจเนซิส (Parthenogenesis) คือ กระบวนการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ดังนั้นจึงเท่ากับว่า ผึ้งตัวผู้มีผู้ให้กำเนิดเพียงตัวเดียว นั่นก็คือผึ้งเพศเมีย (แม่) ในขณะที่ผึ้งตัวเมียนั้นมีผู้ให้กำเนิด 2 ตัว ก็คือ ผึ้งเพศเมียและผึ้งเพศผู้ (พ่อแม่) ดังนั้น ลำดับครอบครัวของผึ้งตัวผู้นั้นจะเท่ากับ 2,3,5 และ 8 ตัว ตามลำดับ ซึ่งคือลำดับฟิโบนัชชีนั่นเอง
7) เกลียวทองในธรรมชาติ (Golden Spiral) : นอกจากลำดับฟีโบนัชชีแบบตัวเลขแล้วนั้น ยังมีลำดับฟีโบนัชชีที่มาในรูปแบบของเกลียวทองที่แทรกแซงอยู่ในธรรมชาติรอบตัวเรา ยกตัวอย่างดังต่อไปนี้
“พายุเฮอริเคน”
“กาแล็กซี่”
“เปลือกหอย”
“คอเคลีย (หูชั้นในของมนุษย์)”
จริงๆแล้วถ้าเราสังเกตุดูดีๆ ทุกสิ่งรอบตัวล้วนแล้วแต่เกิดจากคณิตศาสตร์ ไม่ว่าจะสิ่งก่อสร้างหรือธรรมชาติ ยังมีการศึกษาและบทความอีกมากมายในหัวข้อนี้ ใครสนใจก็อย่าลืมไปศึกษาเพิ่มเติมกันด้วยล่ะ รับรองว่ามีเรื่องน่าทึ่งอีกมากมายเลยแหละ
โฆษณา