为什么自然界会演化出像对称、黄金比例这样的美学？

人对美的感受是人身体的进化和人类社会的文化共同塑造的，人类社会的文化受人的身体和模因的进化影响。

人相对容易注意到一些“美”的模式，这对捕食、自卫、求偶在结果上有用，可以加快人发现特定对象的速度、加快人后天习得如何对待特定对象的速度。

两侧对称动物的对称性并不严格，通常只到了在游泳时不容易侧翻的程度。人肉眼就能看出包括自己在内的两侧对称动物有许多体表特征是左右不对称的，内部结构更是多有不对称之处——不妨想想人的心脏和肝脏的位置与形状。

一般人对同类的脸和身体特征较为敏感，比较对称的人脸在统计上与较顺利的发育、较好的免疫功能和营养状况有关，健壮的肌肉之类大抵不必多说。一些非人动物的身形和面部特征在一定程度上符合人的婴儿图式，身体的肌肉线条在一定程度上符合人检测同类健壮程度的模式，从而会被较多的人认为是美的、是可爱的。大型食肉动物经常有可以被人检测出来的机能美。在可能被大型食肉动物袭击的人群中，人们可以后天习得对相应模式的警惕、敬畏。形态优美、看起来健康的猎物患有危险传染病或携带危险寄生虫的概率相对低，优良猎物活动的环境大抵也有更多其他可行食物。

在生物身上滥用黄金比例（黄金分割率）的古老迷思主要继承自十九世纪的 Adolf Zeising，他先射箭后画靶地在各种东西身上乱找黄金比例，找出的不少玩意纯属搞笑。

黄金角（约 137.5 度）是个例外，九成以上的现存植物相邻叶片间的夹角比数亿年前的植物化石更接近黄金角[1]。这大概是进化的产物、在一定范围内改善了植物叶片接受光照的效率。向日葵的种子排列之类也有这样的模式。

现存植物的卵形叶子的叶脉基部经常有两段构造的长度呈现接近黄金比例的关系。看起来，这是生物力学的结果，叶片材料对抗弯曲的刚度表现在比例接近 1.6190 时接近最大化[2]。不过，这个数字并不是黄金比例。现实中，植物经常受具体条件影响而偏离该比例。

对于这之外的部分，喜欢的话，我们可以说，这来自欺骗和以讹传讹。

黄金比例/Golden ratio 是 (1+√5)/2 ≈ 1.61803398875，不少人也会用其倒数 2/(1+√5) ≈ 0.61803398875。边长比符合黄金比例的矩形被称为黄金矩形。

黄金矩形

读者可能见过声称鹦鹉螺壳符合黄金比例的迷思。实际测量过鹦鹉螺壳的学者发现这是假的。鹦鹉螺壳近似等角螺线（对数螺线），可以内接于边长比约 1.33 的矩形内，数值散布范围约 1.24 到 1.43，一点都不黄金。与黄金比例相关的“黄金螺线”是一种特定的等角螺线；如果你像下图这样用黄金矩形里的一系列圆弧来拼凑螺旋状，那么你得到的不是真正的等角螺线。其他无限种等角螺线与黄金比例无关。

用圆弧拼凑的螺旋状

不限于生物，人造物里的黄金比例也经常值得怀疑。

历史上，有人吹嘘古腾堡圣经的页面和文本区域都是“基于黄金比例”。实际量过这玩意的历史学家发现，页面高度与宽度的比值约 1.45，一点都不黄金。与传闻不同，金字塔、帕特农神庙等都不含黄金比例。这很正常，它们的建造者根本没有这个想法。公元前五世纪的古希腊建筑不含黄金比例，公元前三世纪到公元前二世纪的古希腊建筑里有 4 个近似黄金比例的案例[3]。

公元 1202 年，意大利数学家 Leonardo Fibonacci 在《计算之书》里提出斐波那契数列：

假设有一对新生兔子，出生后第三个月初它们可以生育；每个月，每对可生育的兔子都会生下一对新生兔子；兔子永远不死；
那么，每个月，兔子对的数量会呈现固定的模式：
1、 1、 2、 3、 5、 8、 13、 21、 34、 55、 89、 144、 233、 377、 610、 987……

历史上，印度数学家更早地描述过这样的数列。

随着数列延长，斐波那契数列里相邻的两个数的比例会逐渐接近黄金比例。

例如，21/13 ≈ 1.61538461538，987/610 ≈ 1.61803278689

一些来源称，如果生物的细胞以类似上面描述的兔子的理想化模式进行分裂，那么生物体内会出现符合斐波那契数列的细胞数量，进而让生物的体态与黄金比例有关。实际上这纯属狗戴嚼子——胡勒。

看起来，这种迷思对人的感染力有一部分来自人们愿意相信“大自然的美符合某种数学规律”——一些人可能从小时候接受的数学基础教育获得了这种印象。

至于“为何生物身上有一些等角螺线”：

等角螺线的臂的间距在以几何级数递增。在生物体出现明显衰弱或损伤前，细胞分裂近似以几何级数递增。等角螺线具有自相似性，从小长大的生物在不发生明显的变态发育时也具有自相似性。