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從聖經看數學對生命的啟示

從聖經看數學對生命的啟示. 生 命. 甚麼 是 生命 ？. 大自然的藝術. 生命之美. 可愛的生命. 生命 的形態. 蜜蜂奇妙的生命. 蜂巢的極值原理 自古以來，人類對於 蜜蜂 的勤勞以及 蜂巢 的巧妙精準，無不讚揚有加。從生物學的祖師爺亞里斯多德 (Aristotle) ，到數學家 Pappus ，以及近代的博物學家達爾文 (Darwin) 都曾留下讚美的語句。. 正面是正六邊形. 工蜂分泌蜂蠟築成蜂巢，做為后蜂產卵、育幼，以及存放蜂蜜、花粉的儲藏室。從正面看起來，蜂巢是由許多正六邊形的中空柱狀儲藏室連結而成，參見下圖. 底部是三個全等的菱形面.

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Presentation Transcript

  1. 從聖經看數學對生命的啟示

  2. 生 命

  3. 甚麼是生命？

  4. 大自然的藝術

  5. 生命之美

  6. 可愛的生命

  7. 生命的形態

  8. 蜜蜂奇妙的生命 • 蜂巢的極值原理 • 自古以來，人類對於蜜蜂的勤勞以及蜂巢的巧妙精準，無不讚揚有加。從生物學的祖師爺亞里斯多德 (Aristotle)，到數學家Pappus，以及近代的博物學家達爾文 (Darwin) 都曾留下讚美的語句。

  9. 正面是正六邊形 • 工蜂分泌蜂蠟築成蜂巢，做為后蜂產卵、育幼，以及存放蜂蜜、花粉的儲藏室。從正面看起來，蜂巢是由許多正六邊形的中空柱狀儲藏室連結而成，參見下圖

  10. 底部是三個全等的菱形面 • 從整個立體的蜂巢來看，它具有左右（或前後）兩側的儲藏室 • 其底部是由三個全等的菱形面 ASBR、ASCQ與 PBSC 所組成。

  11. 蜂巢結構的數學問題 • 正面為何是正六邊形？ • 底邊為何是三個全等的菱形面組成？ • 目的：相同容積中最省材料的建築設計 • 瑞士數學家König 利用Newton與 Leibniz 的微積分的『極值問題』來証明

  12. 微積分的啟示 • 由微分和積分所組成 • 牛頓（虔誠的基督徒1642-1727）在研究力學中得到關於微積分這個啟示

  13. 可是小蜜蜂真的懂微積分嗎？

  14. 蜜蜂如何懂得這個原理?

  15. 一切的完美在於生命 • 法國博學者 Fontenelle在1739年卻作出著名的判斷，他否認蜜蜂具有智慧，認為蜜蜂只是按照與生俱來的生命運行，「不知亦能行」地（盲目地）使用高等數學而已。

  16. 達爾文的讚美 • 達爾文稱讚蜂巢為「在已知的僅憑本能的建構中是最令人驚奇的成就」。 • 他又說：「欲超越這樣完美的建構，自然選擇(natural selection) 是不能達成的，因為就我們所見，蜂巢不論是在勞動力上或蜂蠟的使用上，都符合最經濟的原則，是絕對地完美。」

  17. 生命 VS 知識 • 蜜蜂雖然沒有知識（微積分）卻憑生命達到絕對地完美 • 人雖有知識（仁義道德）卻達不到完美的人格，人沒有達到完美人格的生命 • 立志行善由得我，行出來卻由不得我

  18. 數學對生命的啟示 • 藉由微積分建構出許多微分方程式，廣泛地應用在科學和工程各項領域中，發展成「微分方程」這領域 • 藉由對於這領域的研究得到關於生命的啟示

  19. 生理的奧秘 • 細胞膜離子通道 • 可由Poisson-Nernst-Planck偏微分方程組來描述 • ion-channel.mp4

  20. 離子通道結構

  21. 影響健康的關鍵

  22. 打開（open）是使生命得供應的關鍵 細胞膜的離子通道於細胞膜中間控制特定離子進出細胞

  23. 數學啟示生命的奧秘與生命的律

  24. 後面三片是萼片 百合有 3瓣 前面三片才是花瓣喔！

  25. 毛茛、梅花有 5瓣

  26. 飛燕草屬植物有 8瓣 1 2 8 3 7 4 6 5

  27. 萬壽菊有 13瓣

  28. 紫莞有 21瓣

  29. 各種雛菊有 34 , 55 或 89 瓣

  30. 費伯納西(Fibonacci, 1180-1250) 一對幼兔生下，一個月後長成成兔，再一個月後牠 們生下一對幼兔… 1 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144

  31. 費伯納西數列

  32. 向日葵,雛菊

  33. 費伯納西數列 黃金比

  34. √ (1+ 5) 2 最後的晚餐 : 1

  35. 這是古希臘最偉大的建築之一。 有人認為它之所以顯得那麼和諧，是因為這個建築符合黃金律。

  36. (1+ 5) 2 √ : : (1+ 5) 2 √ 1 1 窗戶

  37. 人體的黃金比例

  38. (1+ 5) 2 √

  39. 如此奇妙的律必有其設計者 • 牛頓與哈雷的故事 • 聖經的話 [創世記一章26、27、31節] • 神說，我們要按著我們的形像，照著我們的樣式造人，使他們管理海裏的魚、空中的鳥、地上的牲畜、和全地、並地上所爬的一切爬物。神就按著自己的形像創造人，乃是按著神的形像創造他；創造他們有男有女。… …神看一切所造的都甚好；

  40. 數學是什麼 ? • 數學可被定義為這樣的一個學科:我們既不知道我們在談論什麼,也不知道我們所說的東西是否是正確的(羅素B.Russell) • 數學是一種理性且精準的語言 • 卻不能說我愛你

  41. 數學將晃動您的世界？ • 這是商業週刊Business Week 2006 年1月23日的封面故事 • 應用數學家的建模(model)在金融市場以小搏大（用一元作五十元生意），似乎開創一個新的時代

  42. 卻產生金融海嘯 • 2008年十月二日，股神巴菲特（Warren Buffett）說 「如果下週再沒有辦法解決，我可能就得回去送報紙。」 • 什麼事，會讓全球第二大富豪的財產歸零？答案是：金融海嘯

  43. 人的有限 • 年數短暫（如一團霧氣） • 聰明能力有限 • 虛空（因滿足是暫時的） • 苦悶（因喜樂是暫時的） • 憂慮（因把握是暫時的）

  44. 人的聰明能力實在有限 • 自然災害 • 環境污染 • 疾病蔓延 • 戰爭衝突

  45. 當人們以為科技發展迅速， 人類萬能之際…

  46. Katrina 颶風，死亡1340人，損失八百億美元

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