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主题:【原创】千奇百怪话分形 -- 安德的游戏

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家园 【原创】大坑里的第一锹土——分形的历史

本来是想挖个坑先骗几朵花的,挖完了才发现这个坑实在是太大了,我自己一个人恐怕很难填上。不过好在分形本质上是数学,一说数学绝大多数人都会头疼。所以我就少写公式多画画,大家多看图片多给花。

说到分形(fractal),先来看看分形的定义。分形这个词最早是分形的创始人曼德尔布诺特提来的,他给分形下的定义就是:一个集合形状,可以细分为若干部分,而每一部分都是整体的精确或不精确的相似形。分形这个词也是他创造的,含有“不规则”和“支离破碎”的意思。分形的概念出现很早,从十九世纪末维尔斯特拉斯构造的处处连续但处处不可微的函数,到上个世纪初的康托三分集,科赫曲线和谢尔宾斯基海绵。但是分形作为一个独立的学科被人开始研究,是一直到七十年代曼德尔布诺特提出分形的概念开始。而一直到八十年代,对于分形的研究才真正被大家所关注。

分形通常跟分数维,自相似,自组织,非线性系统,混沌等联系起来出现。它是数学的一个分支。我之前说过很多次,数学就是美。而分形的美,更能够被大众所接受,因为它可以通过图形化的方式表达出来。而更由于它美的直观性,被很多艺术家索青睐。

分形在自然界里面也经常可以看到,最多被举出来当作分形的例子,就是海岸线,源自于曼德尔布诺特的著名论文《英国的海岸线有多长》。而在生物界,分形的例子也比比皆是。

先来一个蕨类植物的叶子。这个是很典型的自相似的例子。

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而用计算机通过分形的方法模拟出来的,就是一个很逼真的叶子:

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另外还有一个大家经常吃到的东西,大家应该也注意到,虽然越切越小,但是形状基本上不变。这也是典型的分形。

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关键词(Tags): #分形
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