学习笔记——混沌学之分形几何

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分形几何,作为混沌理论重要的概念,它研究无限复杂但具有一定意义下的自相似图形和结构的几何学。例如一棵树——一个树枝——树叶的叶脉;宇宙——人脑神经图;宇宙宏观世界——原子微观世界;

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普通几何学研究的对象,一般都具有整数的维数。比如,零维的点、一维的线、二维的面、三维的立体、乃至四维的时空。80年代初,产生了新兴的分形几何学,空间具有不一定是整数的维,而存在一个分数维数。

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客观事物有它自己的特征长度,要用恰当的尺度去测量。还有的事物没有特征尺度,就必须同时考虑从小到大的许许多多尺度(或者叫标度),这叫做“无标度性”的问题。

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在这两个自然限度之间,存在着可以变化许多个数量级的“无标度”区,长度不是海岸线的定量特征,就要用分维。

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小于 1公里的云朵,更受地形概貌影响,大于1000公里时,地球曲率开始起作用。大小两端都受到一定特征尺度的限制,中间有三个数量级的无标度区,这已经足够了。分形存在于这中间区域。

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分形几何不仅展示了数学之美,也揭示了世界的本质,还改变了人们理解自然奥秘的方式;可以说分形几何是真正描述大自然的几何学。

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世界是非线性的,分形无处不在。分形几何学不仅让人们感悟到科学和艺术的融合,数学和艺术审美的统一,而且还有其深刻的科学和方法论意义。

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