圆周率是一个怎样的小数(圆周率π表达的是种稳定结构)
圆周率,这个数太神奇了。一是因为他是与周期运动密切相关的数,二是因为他是一个稳定结构的表述,其意义非常大。
这种相关和表达就能解释自然界的很多东西。我们生活在这个自然界,有一种解释叫轮回说,现代的说法叫循环说。我们生活在这个星球,有很多自然现象,都是周而复始的循环着。圆周运动何尝不是一种循环,说他代表整个世界也不为过!不管从人的生老病死,还是树木每年的轮回,哪个不是体现出生命的意义?
圆周率,对于周长意味着什么呢?周长与直径的关系,这种比值是在生活中意味着什么呢?如果圆的周长意味着空间边界,那么圆的面积又意味着什么呢?也许意味着边界内物质的多少,那么这时候的π就意味着最大面积、最短周长的变化趋势下、达到稳定结构时的常数。
圆的最佳结构是什么?我们定义一下:在边界周长一定的清况下,其面积最大;或者面积最大时,周长最短。并且是一种稳态结构。
我们也可以把面积叫做空间,把周长叫做边界。半径之所以决定它们的大小,是因为π的存在,所以这个常数可以认为是一个与空间结构有关的常数。
如果我们把这种空间的稳定结构当做一个运行系统来看,那么,这也是保持系统稳定性的常数。也就是说这个比值不仅决定了圆的形体结构的稳定性,而且也决定了运行在其基础之上的圆周运动系统的稳定性。因为半径的大小都要通过π确定圆的运动范围和边界(数学中的描述为函数),其运行在空间结构中的速度、方向或者冲量、动能,也都与其密切切相关。从这个意义上来说,π不仅决定了它的空间结构的稳定性,同时也决定了运动系统的完整性。
在自然界还能找到其他结构常数吗?正方形的无理数根号2,它的大小也决定着正方形结构的面积和边界,多神奇!
还有任意直角三角形,它的斜边长度大多数是一个无理数,他何尝不是一种结构意义上的数值。
我们把这种结构推行到各种任意的形状,我们几乎都能找到一个结构常数。并通过这个结构常数的关联来确定这个形状的大小和边界。
请注意,π是产生于曲线中特殊情况的圆形,直线更是曲线中的特殊情况。对于任意形状的空间和曲线,我们总是通过把他们变成特殊的,我们能够控制的形状进行逐个分解和分析。这是人类的聪明产生的行为吗?或者说这种意识是怎么产生的呢?
关键是宇宙中总是给我们提供这么多的特殊情况,在人类在进化过程中是由宇宙传递给人们的一种思想意识。比如,宇宙中任何的一种曲线,他总是有一种向直线发展的倾向;一种互为连接、形状扭曲的闭环曲线,他总是在不知不觉中,或者在达到平衡的过程中,最终向圆的最大面积、最短周长的方向发展,从而形成一个正圆形曲线。
比如油,在滴到平放玻璃的平面上时,我们就能看到这个过程,油扩展的形状总是往圆的方向发展。同样道理,如果是一个流体状的不规则的物体,它的体积形状变化最终是趋向一个圆球状,因为这是他最合理的结构归宿,这也是他保持物质总量不变时最佳的形体状态。
回到现实中,我们知道了各种曲线以及各种形状变化的这种趋势,我们就可以对不规则的形状或者曲线,采用逐个分解的办法进行研究(数学中的微积分也是这个道理)。它再次说明了从普遍到特殊,又从抽象到一般的循环规律!这似乎又回到了周期性,既然事物发展都有向圆发展的趋势,那么在回归能用π这个常数确定的稳定结构的系统时、继续用这个神奇的数字来表达运动规律的相关性,就成了自然而然的事。
更加奇妙的自然界中有各种各样的波,当石头抛在水中,在水中形成的向外溢走的波纹,一个圆环套一个圆环,这说明什么呢?这说明水受到扰动时,物质的运动是封闭的结构,是相互连接互为依靠的传递系统。当这种封闭结构获得能量向外扩张时,只是这种封闭的结构的空间扩大了,但内在规律仍然完整保持着。也就是说相对独立的、封闭的系统性仍然完整地存在着,波只是起到一种传递作用。在这种传递效果的表现下,就是神奇的数字π在一个接着一个的散布(以π为函数,直径为变量),而这种系统的完整性就是依靠结构常数π维持的。
还有我们在拿木棍在水中晃动时,你可以发现,无论你的棍子处于什么样的运动状态,水中的波纹总是瞬间以圆形的状态扩散,他会自我纠正,总是以最合理的形态出现。神奇吧!
我们对波的描述,仍然是建立在圆周运动基础上、质点圆周运动投影到坐标轴上建立的波型(正弦波),其周期和频率表述仍然离不开圆周率π这个结构常数。
宇宙大爆炸,何尝不是在平静的水面上扔下了一块石头,宇宙物质在向外扩散的过程中,宇宙空间的相互影响也在不断扩大,其实质就如同水面中的波纹一样。每个星际物质保持内在独立整体的基础上,影响在一波又一波向外扩散。在扩散的过程中,星际物质在周而复始的发生振动和旋转,形成各种电磁周期波动和引力周期波动等现象(据说引力波也得到证实)。我们在射电天文观测中,看到很多周期性的脉冲,就是这种变化规律的具体表现。
有人说是宇宙中的所有物质来自一个起点(奇点),宇宙中的物质都是从起点抛射出来的。但也有人说宇宙中本来就充满着物质或者充满了能量,只不过受到某个起点(奇点)的爆炸影响,引起了宇宙中物质形态的变化(宇宙背景辐射说)。这个变化就是通过圆形波的扩散而成的,就如同我们在水中看到的波。虽然波在运动扩散,而物质的本身水分子只是在原地形态发生了变化(获得能量),比如,方向随机的振动、分子摩擦生热等,但他并没有随着波的传递方向往外抛射物体。波的能量传递作用是无疑的,已经被无数个事实证明了的。所以,以π为结构的圆周运动和形态充满整个宇宙世界。当然宇宙膨胀说,可能就是因为这种波的扩散而产生的一种解说。
我们还可以拿太阳来说事,太阳持续不断的燃烧,也是一个不断坍塌压缩、爆炸膨胀反反复复的循环变化过程。既然如此,一定会产生一个周期性的规律,这个周期性的规律一定是与圆周运动密切相关、离不开系统结构常数π的形态变化。
有一种形象的说法,从更加宏观的角度上分析,宇宙中存在着大小不一、数量繁多的球状空间。如同小孩子吹泡泡,宇宙中每个这样的泡泡就是一个相对封闭的体系,按照他特有的结构在运行。我们也可以想象出从孩子吹出的不是气泡,而是不断有π从孩子的口中吹出,在漫天的空中到处飘荡着,就如同我们看到的宇宙。当我们看到满天的繁星时,星星正在不断地用π来邀请我们去探索。
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