书城自然科学必谈的数学趣闻
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第3章 斐波拉契数列

13世纪初,欧洲最好的数学家是斐波拉契,他写了一本叫做《算盘书》的著作,是当时欧洲最好的数学书。书中有许多有趣的数学题,其中最有趣的是下面这个题目:

“如果一对兔子每月能生1对小兔子,而每对小兔在它出生后的第3个月里,又能开始生1对小兔子,假定在不发生死亡的情况下,由1对初生的兔子开始,1年后能繁殖成多少对兔子?”

推算一下兔子的对数是很有意思的。为了叙述更有条理,我们假设最初的一对兔子出生在头一年的12月份。显然,1月份里只有1对兔子;到2月份时,这对兔子生了1对小兔,总共有2对兔子;在3月份里,这对兔子又生了1对小兔,总共有3对小兔子;到4月份时,2月份出生的兔子开始生小兔了,这个月共出生了2对小兔,所以共有5对兔子;在5月份里,不仅最初的那对兔子和2月份出生的兔子各生了1对小兔,3月份出生的兔子也生了1对小兔,总共出生了3对兔子,所以共有8对兔子……

照这样继续推算下去,当然能够算出题目的答案,不过,斐波拉契对这种方法很不满意,他觉得这种方法太繁琐了,而且越推算到后面情况越复杂,稍一不慎就会出现差错。于是他又深入探索了题中的数量关系,终于找到了一种简捷的解题方法。

斐波拉契把推算得到的头几个数摆成一串。

1,1,2,3,5,8……

这串数里隐含着一个规律,从第3个数起,后面的每个数都是它前面那两数的和。而根据这个规律,只要作一些简单的加法,就能推算出以后各个月兔子的数目了。

这样,要知道1年后兔子的对数是多少,也就是看这串数的第13个数是多少。由5 8=13,8 13=21,13 21=34,21 34=55,34 55=89,55 89=144,89 144=233,不难算出题目的答案是233对。

按照这个规律推算出来的数,构成了数学史上一个有名的数列。大家都叫它“斐波拉契数列”。这个数列有许多奇特的性质,例如,从第3个数起,每个数与它后面那个数的比值,都很接近0618,正好与大名鼎鼎的“黄金分割律”相吻合。人们还发现,连一些生物的生长规律,在某种假定下也可由这个数列来刻画呢。