在作为整个现代文明的源头和基石的古希腊哲学(此文尤指科学思想和科学的思维方法)中,哲学意义上的“自然”,代表万物因为本源而发生自然而然的变化,即万物变化的规律性,并把“自然”的概念引入社会领域,来理性分析社会中的现象和规律,同时给“自然”赋予美学含义,他们认为规律性本质上具有一种和谐之美。其中,数学的比例就是种只能靠心智才能领悟到的美( 突出表现就是“黄金分割”),底数为e的指数函数。其一个特点就是它的导数结果形式上不变(包括高阶求导),这是一种自相似或全息性的美学表现形式。此外,当换成极坐标时,指数函数构成等角螺线(因为在极坐标中螺线和射线的夹角始终是一个固定夹角而得名),即蓝线每次穿过射线时,其夹角是固定的,也就是等角。
而这种存在形状和运动形态在大自然中普遍存在,比如“飞蛾扑火”这种生物现象,是因为飞蛾根据原来参照光源很远的自然界的平行光飞行,因为只要按照固定夹角飞行,就可以飞成直线,这样飞才最节省能量。但是由于人造光源的出现,较近光源呈中心发射线状,飞蛾还以为按照与光线的固定夹角飞行就是直线运动,就会飞成等角螺线,最后飞到火里去了,虽然这种现象还被人类称为生物学上的昆虫的“正趋光性”。其实是源于人类对自然生物界的影响。另外,比如流体基于发散场和地球自转产生的对直线运动的偏移,就是因为对数螺线具有等角性,受环境影响,很多直线运动会转变为等角螺线运动的原因,这也是台风和水的漩涡运行模式。
如果说这仅e的形式美学体现,那么自然常数e的哲学意义在于,就像对于一个完美的圆来说,π才是自然的,是圆本身的属性, 那么对于最快速的指数增长来说,e才是自然的,这是连续性复合型指数增长内在的属性。同时科学家们也发现,在做数学分析时,用e做底数的对数 ln x 做计算,其形式是最简约的,进行进一步运算也是可得性最强的。
一个自然常数e贯穿了数学、哲学、经济学、金融学、美学、天文学、人口学、音乐、美术、伦理学、物理、化学、统计学、生物学、考古学、地质学、建筑学和现代的计算机科学等多门学科,如果说上述学科之间存在着诸多相关和交叉的领域,那么我们是否可以更准确和笃定一点地说,各门学科本质为一,只是基于研究的规范性而做了特别的划分呢?自然常数e或许可以昭示我们,基于本质的并且得以简洁表示出的,实质上才是最为近乎自然的理性之美。