TXT下书>恐怖悬疑>尘世诡言>第138章 分形的谢尔宾斯基地毯
拦的说道。

杨教授并不恼怒,笑而不言。据杨士模教授解释,这些东西都是属于分形几何的范畴。传统意义下,我们都知道点是零维的,线是一维的,平面是二维的,立方体是三维的,鬼神、梦境、阴间所在的空间是四维的。它们都有一个特点,空间的维数是整数,而分形空间的维数可以不是整数,而是分数。根据杨士模教授织地毯和打晒席的实验,我们知道sierpiki(谢尔宾斯基)地毯的面积为0,长度为无穷,未封闭的koch(科克)曲线也是面积为0,长度为无穷。一个没有面积却有无穷大长度的东西是一个怎样的存在,它的空间维度是多少?

我们也可以换种角度看维数:把线段放大两倍后,所得线段可以看成是2个原来线段叠加而成。把正方形放大两倍后,所得正方形可以看成是4=2的2次方个原来的正方形叠加而成。把立方体放大两倍后,所得立方体可以看成是8=2的3次方个原来的立方体叠加而成。所以,线段、正方形、立方体的空间维数分别是1维、2维、3维。

一般地,如果我们把集合e放大a倍,得到的新集合可以由a的d次方个集合叠加而成,则称集合e的分形维数是d。按此算法,不难得到立方体的维数是3维。或者可以这样计算,如果我们把集合e放大a倍,得到的新集合可以由b个集合叠加而成,则称集合e的分形维数是b的对数除以a的对数之商。把sierpiki(谢尔宾斯基)地毯放大3倍所得到的集合,可以看成是8个sierpiki(谢尔宾斯基)地毯叠加而成,所以它的维数是log8除以log3等于1.8928。把koch(科克)曲线放大3倍所得到的集合,可以看成是4个koc4除以log3等于1.2619。

这样一来,我们世界中很多东西都不再是整数的维数,如树木花草、山川河流、烟雾云彩、晶体的生长、分子的运动轨迹等等。为了研究这种具有自相似性的不规则曲线或形位,分形几何诞生了。1982年,(曼德尔布罗特)创建和发展了分形几何。分形物体具有自相似的层次结构,局部与整体在形态、功能、信息、时间、空间等方面具有统计意义上的相似性。例如,一块磁铁中的每一部分都像整体一样具有南北两极,不断分割下去,每一部分都具有和整体磁铁相同的磁场。谢尔宾斯基地毯和科克曲线这种自相似的层次结构,适当的放大或缩小几何尺寸,整个结构不变,这正是分形的神奇之处。


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