跨越分形(9)————分维
[img]http://www.fractal.cn/supply/pic/330032a.gif[/img]分维?你是说还有一个2.8126维的物体吗?是的!尽管听起来似乎比较荒诞,但这是事实。在这个概念的基础上才有分形学的发展,这个概念也可能会进一步改变我们的世界观。在前面我们曾介绍过“分形之父” Benoit Mandelbrot ,他正是从分维的概念出发创造了“分形”(Fractal)这个词。 因为这是一个非常复杂的问题,所以我们必须慢速前进。让我们先作一个类比。
牛顿是1600年代时代的人物。牛顿的运动学定律可以使人们预测运动物体的运动情况。但是,当运动物体的速度接近光速时,这个定理就变得极不准确。于是,在1900初,爱因斯坦发明了相对论。这个成果发展了牛顿定律。如果你去检验相对论,你会发现,在低速的情况下,相对论的结果等同于牛顿定律。
那么,这和分维有什么联系呢?象相对论发展了传统力学一样,分维是对传统维数概念的进一步发展。它并不和你所了解的分维知识相冲突,而是一种发展!我们正要拓展你的关于维数的概念,而引进分数维的概念。
我们生活在一个具有长度、宽度和深度的三维世界里。你可能知道:一个平面是二维的,一条直线是一维的,而一个点呢?零维的!我们能够想象具有类似维数的任何物体。但是,你能想象一个具有1.2618维的物体吗?或许不能吧?那么,下图所演示的Koch曲线就是1.2618维的。
为了构造Koch曲线,我们首先作一条直线,然后在直线的中央作一个等边三角形,于是,直线变得复杂一些。然后,再在每一条线段的中央分别作一个等边三角形,这条直线变得更加复杂。依照此法,无限制地进行下去,就形成了Koch曲线。这个时候,这条直线开始接近一个平面,因为它明显地具有“高度”,但是,更精确地说,它却并不是一个平面,或者说,并不是一个二维的曲线。它的维数只有1.2618。为什么这样说呢?因为它高过一维,但却不到二维?
听起来是不是够玄乎的?不过,不要着急,我们将介绍更多的例子来帮助你来理解分维的概念.
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