Posts in category Gulden Snede

De Gulden Onzin

Hier is weer wat flauwekul over de Gulden Snede.

KP checkt: Hartslag en de Gulden Snede

In deze blogpost beschreef ik een artikel waarin metingen aan mensenschedels moesten aantonen dat een aantal maten zich volgens de Gulden Snede zouden verhouden. De conclusies waren nogal discutabel maar ook al waren de getallen niet echt dicht bij de Gulden Snede ze leken tenminste te kloppen. In de referenties van het artikel vond ik veel verwijzingen naar andere voorkomens van de Gulden Snede. Twee daarvan heb ik nader bekeken: Golden Ratio is beating in our heart en Does systolic and diastolic blood pressure follow Golden Ratio. Daar kloppen de getallen iets minder goed.

Kloppende getallen

Wat bedoel ik met `kloppende getallen’? Welnu, als je een lengte, zeg A, in twee stukken verdeeld, zeg B en C, dan geldt natuurlijk A=B+C. Als je op jacht bent naar de Gulden Snede neem je de grootste van de twee stukken, zeg C, en dan bekijk je de verhoudingen A/C en C/B. Je hoopt dat die verhoudingen gelijk zijn want dan heb je de Gulden Snede te pakken.
Tussen die twee verhoudingen bestaat een relatie: deel de gelijkheid maar door C dan krijg je A/C=B/C+1, of iets ingewikkelder opgeschreven: A/C=1/(C/B)+1. Als we onze twee verhoudingen even afkorten, A/C=y en C/B=x, dan staat hier y=1/x+1.
Anders gezegd: het punt met coordinaten (C/B,A/C) ligt op de grafiek van y=1/x+1.

In het artikel Mammalian Skull Dimensions and the Golden Ratio worden de volgende gemiddelden van de verhoudingen gerapporteerd: A/C=1.64 ± 0.04) en C/B=1.57 ± 0.10 (de letters zijn anders, maar het gaat om de getallen).
Niet alleen het punt (1.57,1.64) ligt op de grafiek van y=1/x+1 maar ook de punten (1.47,1.68) en (1.67,1.60); deze worden bepaald door de randpunten van de intervallen (1.60,1.68) (voor A/C) en (1.47,1.67) (voor (C/B). Zie het plaatje hieronder.

Dit bedoel ik met kloppende getallen: de resultaten horen in ieder geval bij de stituatie waar A=B+C.

Overigens laat ik het aan de lezer om te beoordelen, gezien dit plaatje, in hoeverre deze conclusie gerechtvaardigd is:
In humans, the ratio of the nasioiniac arc over the parieto-occipital arc (NI/BI = 1.64 ± 0.04) and the ratio of the parieto-occipital arc over the frontal arc (BI/NB = 1.57 ± 0.10) are essentially identical and closely approximate Φ (1.618) within 1 standard deviation.

Het snijpunt van de twee grafieken (y=1/x+1 en y=x) is het punt (Φ,Φ), en daar ligt (1.57,1.64) toch nog wel ver vandaan.

Hartslag en bloeddruk

In de referenties van het schedelartikel vond ik de artikelen die hierboven genoemd werden.

Hartslag

Om te beginnen: in Golden Ratio is beating in our heart wordt de Gulden Snede ontdekt in verhoudingen van tijdsintervallen in de hartslag. Een mooi plaatje met een uitleg van alle termen staat op de wikipedia-pagina over het QRS-complex:

De drie grootheden waar het hier om gaat zijn: (A) het R-R-interval (tussen twee opeenvolgende R-en), (B) de systole (samentrekfase), en (C) de diastole (ontspanningfase).
De letters komen overeen met onze eerste paragraaf en met de verhoudingen waar het artikel over gaat.
De resultaten zijn

  • A=866 ± 73
  • B=333 ± 22
  • C=536 ± 66
  • C/B=1.611
  • A/C=1.618

Deze getallen zijn problematisch.
Ten eerste tellen de gemiddelde waarden niet goed op: A=866 en B+C=869. Dat zou wel moeten als alle metingen goed waren dan geldt A=B+C voor elke meting en dan ook voor de gemiddelden.
Ten tweede: als een van de verhoudingen gelijk is aan Φ dan is de andere dat ook, hier is dat niet zo.
Ten derde: als je, net als in het schedelmetingartikel, de verhoudingen van de gemiddelden neemt kom je op andere getallen uit: 866/536=1.61567 en 536/333=1.6096.
Het zou kunnen zijn dat de gerapporteerde verhoudingen gemiddelden zijn van de verhoudingen per meting maar dan hadden de auteurs dat wel even mogen vermelden.
Voorlopig geloof ik niets van de conclusies van het artikel.

Het lijkt er op dat de individuele verhoudingen wel zijn uitgerekend want het artikel bevat nog een niet-ter-zake-doende grafiek waarin de verhouding C/B is uitgezet tegen de hartslag.

Daar is in ieder geval te zien dat de verhouding C/B behoorlijk variabel is.

Bloeddruk

In het artikel Does systolic and diastolic blood pressure follow Golden Ratio gaat het om de bloeddruk. De grootheden zijn nu: (A) de systolische druk (bovendruk), (C) de diastolische druk (onderdruk), en (B) hun verschil; alle in mm Hg.

A C B A/C=y C/B=x
etmaal 137 ± 16 86 ± 12 51 1.59 1.69
dag 140 ± 17 89 ± 12 51 1.57 1.75
nacht 131 ± 18 80 ± 13 51 1.64 1.62

Wat hier opvalt is dat er voor het verschil geen interval is opgegeven; alsof het bij alle metingen precies 51 mm Hg was (dat geloof ik dus niet). De verhoudingen komen hier wel voort uit de gemiddelden behalve de verhouding C/B in de nacht: 80/51=1.56862. Laat die foute 1.62 nou net de verhoding zijn die het dichtst bij de Gulden Snede ligt.
Ik heb de punten vergeleken met de grafiek van y=1/x+1.

De twee punten rechts horen bij de verhoudingen voor een etmaal en overdag. Het meest linkse punt hoort bij de echte nachtelijke verhoudingen. Het punt dat ruim boven de grafiek ligt hoort bij de gerapporteerde nachtelijke verhoudingen. Ik heb geen idee hoe dat gebeurd kan zijn.

Daar is-tie weer: de Gulden Snede

Niet uit te roeien, die Gulden Snede: via een stukje op Science Alert kwam ik hier: Mammalian Skull Dimensions and the Golden Ratio.

Wat staat er in dat artikel?
Welnu over je schedel loopt een lijn, van het Nasion (N) naar het Inion (I); op die lijn ligt een punt het Bregma (B) geheten. Op honderd mensenschedels zijn de lengten NI, NB en BI gemeten (niet letterlijk, er is gemeten aan hoge-resolutiescans van schedels). Nu geldt, natuurlijk, NB+BI=NI en verder is het deel BI wat groter dan het deel NB.
Op zoek naar de Gulden Snede hebben de auteurs van elke schedel de verhoudingen NI/BI en BI/NB bepaald. Als B de lijn NI inderdaad volgens uiterste en middelste reden verdeelt, dan verwachten we dat NI/BI gelijk is aan BI/NB.

Na middelen en standaard-deviatie nemen komen de auteurs uit op NI/BI = 1.64 ± 0.04 en BI/NB = 1.57 ± 0.10. In de woorden van de auteurs:
In humans, the ratio of the nasioiniac arc over the parieto-occipital arc (NI/BI = 1.64 ± 0.04) and the ratio of the parieto-occipital arc over the frontal arc (BI/NB = 1.57 ± 0.10) are essentially identical and closely approximate Φ (1.618) within 1 standard deviation.

Ik weet niet wat de lezer denkt maar in vind dat een krasse uitspraak. De gemiddelden liggen nogal ver uit elkaar. Of je nu vanuit 1.64 of vanuit 1.57 rekent, het verschil is relatief meer dan 4%. Dat lijkt me niet `essentially identical’. Ik denk dat de wens hier toch de vader van de gedachte is geweest.

Overigens zijn de opgegeven waarden wel consistent met de betrekking die tussen de verhoudingen moet gelden: door de gelijkheid NB+BI=NI door BI te delen ontstaat de gelijkheid NI/BI = 1/(BI/NB)+1. Om dit iets overzichtelijker te maken noemen we NI/BI even y en BI/NB even x, de gelijkheid wordt dan y=1+1/x. De punten (1.57,1.64), (1.47,1.68) en (1.67,1.60) liggen op een haar na op de grafiek van deze vergelijking.

Deze betrekking verklaart ook de volgende observatie van de auteurs:
Interestingly, the reciprocal of Φ (1/Φ or 1/1.61803…) is 1 integer less than Φ (0.61803…) and has the same decimal extension as Φ, and the square of Φ (Φ² or 1.61803…2) is 1 integer more than Φ (2.61803…) and also has the same decimal extension.
Uhm, ja, nogal wiedes; de verdeling in uiterste en middelste reden dicteert dat Φ aan de gelijkheid Φ=1+1/Φ moet voldoen, en dus ook aan Φ²=Φ+1. Iedere middelbare-scholier die kwadratische functies heeft gezien kan je dit uitleggen.

Ten slotte

Het artikel beslaat negen kolommen; daarvan zijn er vier gevuld met een verslag van de metingen; er is ook aan zes andere zoogdiersoorten gemeten en het lijkt er op dat bij toenemende `complexiteit’ van de soort de verhouding NI/BI daalt en BI/BN dus daalt. De (speculatieve) uitleg is dat gaande de evolutie de schedel op deze manier bij bepaalde kwabben is gaan passen.

Als de auteurs zich nu maar bij deze conclusie hadden gehouden dan was er weing mis geweest met dit artikel. De overige vijf kolommen zijn echter gevuld met niet ter zake doende beschrijvingen van de Gulden Snede, de relatie met de rij van Fibonacci, en het vermeende optreden van dit getal bij allerlei fysiologische en morphologische verschijnselen.
Allerlei al lang onderuit gehaalde mythes over de Gulden Snede worden weer van stal gehaald en als belangwekkende feiten gepresenteerd.

In het fraaie boek De Ontstelling van Pythagoras heeft Albert van der Schoot vrijwel niets heel gelaten van alle flauwekul die over de Gulden Snede verteld wordt. De recensie in NRC noemt er al een paar. En lees ook het artikel Het is niet alles goud wat er snijdt van Van der Schoot in het Nieuw Archief voor Wiskunde.

Ook deze column van Keith Devlin is het lezen meer dan waard.

© 2011 TU Delft