登陆注册
15180900000010

第10章 见一知十的不规则碎片形

不规则碎片形的自相似性

俗话说:“见一知十”,中国也有“窥一斑而知全豹”的古语,这些都淋漓尽致地反映出不规则碎片形所具有的散乱模式特点。

不规则碎片形具有部分反映整体的“自相似性”,即当把整体分解成部分时,其各部分与分解前整体具有完全相同的特点。在自然界,具有不规则碎片形的事物不胜枚举。冬天里飘落的雪花、蕨菜叶,还有吃的椰菜也都呈不规则碎片形。

英国海岸线长

对不规则碎片形进行正式研究的人是法国数学家曼德布洛特(Mandelbrot)。他望着复杂的英国西部里亚式海岸线,对其长度产生了浓厚的兴趣。

深深凹陷的海岸线蜿蜒曲折,测量如此复杂的地形地貌难度很大,尤其因尺的刻度不同,测量出的海岸线势必会有很大差距。比如说,用1米刻度的尺和用1厘米刻度的尺所测量出的海岸线长度会出现很大差异。

曼德布洛特于1975年将这一研究成果编成书予以出版。他想了很多名字,最后从“破碎”的拉丁语frangere中派生出来的单词fracture(分裂)和fraction(碎片)得到启发,取名为“不规则碎片形”(fractal);此外,该名称与不规则碎片形不是整数,而是分数(fraction)也有一定的关系。

科赫曲线

“科赫曲线(Koch curve)”是科赫发明的像雪花一样的曲线(如图9所示)。将正三角形的各边三等分,在其中间部分(从1/3至2/3)画一个正三角形,然后切下这个正三角形的底边。在新出现的边上用同样的方法进行反复操作就会得出不规则碎片形的科赫曲线。

在各边中间每进行一次正三角形的制作过程,其长度就会增加4/3倍。

从中我们可以看出,科赫曲线周长无限延伸,但总是不会超出一定的范围。也就是说,在有限的面积内可包含无限的长度。

线是一维,平面是二维。从科赫曲线的形状看,与直线相比其面积相对较大,但又不是完全的平面。

所以,可以这样推测,科赫曲线一维有余,二维不足。根据不规则碎片形的维数计算方法计算得出,科赫曲线为1.2618维。

腺泡与生菜叶

在人体内也能找到不规则碎片形的例子。

腺泡在狭小空间内实现面积最大化,使其能够更加有效地运送氧气,而椰菜形状的不规则碎片形为此提供了依据。还有,通过观察生菜叶你就会发现,皱褶部分里又含有皱褶部分,这种结构也是不规则碎片形。

大部分生命体为了形成稳定的结构,喜欢选择物理上的低能量状态。生菜叶在形成不规则碎片形结构时,其能量下降,形成结构稳定的弹性平衡状态。无论是腺泡,还是生菜叶,追求最合理的自然本性与不规则碎片形是一脉相承的。

同类推荐
  • 中学生成才故事全集

    中学生成才故事全集

    学习不是只有天才才能做好的事。为什么拿破仑能够顶住压力而叱咤风云?为什么海伦凯勒在双目失明的情况下,依然心中有光明之梦?这都是健康心态所起的作用!《中学牛成才故事全集》充满了智慧,温暖人心和震撼心灵的故事和哲理,能够激发你的灵感,涤荡你的心灵,丰富你的经验,升华你的人生。因此,不要幻想生活总是那么圆圆满满的,也不要幻想在生活的四季中享受所有的春天。每个人的一生都注定要跋涉沟沟坎坎,品尝苦涩与无奈,经历挫折和失意。其实,逆境是通往真理的重要途径。她启迪着读者突破思维定势,学会思考,善待失败,挑战命运,驱散各
  • 应用型大学发展国际化教育理论与实践

    应用型大学发展国际化教育理论与实践

    为总结实践探索小所获取的经验,从理论上为国际教育合作实践提供依据。我们将教师们的研究成果集结成册,希望能从国际合作教育的组织建设、制度保障、教学质量保障体系、教师培养模式、合作开展科学研究等方面给大家以思考和帮助。
  • 这样学习最有效

    这样学习最有效

    以“高效的学习方法,实用的学习技巧”为立足点,把学习理论和实践有机地结合起来。学生在学习的过程中,根据实际情况选用适合自己的学习方法,定能起到事半功倍的效果。《这样学习最有效》包括提高智力的方法以及各种学习方法和各科学习方法等内容,具有很强的系统性、实用性、实践性和指导性。
  • 引领青少年的100个奇妙环境

    引领青少年的100个奇妙环境

    孩子们都想要知道一些自己不知道的事,也喜欢寻找答案,念书或是探索的行动,也是出自于一种好奇心。所有的儿童书籍里都具有探索的架构,其中探索架构最浓厚的,莫过于神话故事、民间故事以及传说故事,内容包括侦探小说、冒险小说、科幻小说等。
  • 财务会计(第二版)

    财务会计(第二版)

    余海宗编著的《财务会计(第2版)》结合国际会计准则的最新变化,借鉴了国内外相关资料,立足我国会计实务,以会计要素为主线,系统全面地阐述了会计要素的确认、计量、记录和报告等问题。根据我国会计准则的最新变化,本书在第一版的基础上进行了一定的修改。为了便于读者自学,每章最后增加了本章小结和关键词。具体修订内容:增加了对财务会计概念及特征的阐述;对存货的初始计量问题进行了修改;增加了高危行业企业按照国家规定提取安全生产费的会计处理;补充了长期股权投资初始投资成本的具体会计处理;完善了同一控制下通过多次交换交易,分步取得股权最终形成企业合并的处理以及应当考虑的因素;修改了长期股权投资初始投资成本的确认。
热门推荐
  • 舰娘闻录:希佩尔与萤火虫

    舰娘闻录:希佩尔与萤火虫

    “喂,笨蛋重巡”“嗯?”希佩尔紧盯着包围着她们的深海,没有回头。“第一次和你编成舰队就这么危险啊。”“……这也不能赖我啊,再说怎么看也是你那8点幸运值搞得鬼吧?”“如果是的话……”萤火虫叹了口气,靠了靠希佩尔说道:“希望,指挥官能改变这命运的嘲弄吧!”
  • 亚森·罗宾探案故事集:(下)

    亚森·罗宾探案故事集:(下)

    《亚森·罗宾探案故事集》是法国著名侦探小说家莫里斯·卢布朗的代表作。《亚森·罗宾探案故事集》一经出版,很快便在法国家喻户晓,之后更是风靡整个欧洲大陆,至今仍畅销不衰,深受广大青少年读者的喜爱。亚森·罗宾既是一名心思缜密的盗贼,也是一位特立独行的侦探。紧跟他的脚步,开始一场神秘惊险的探案之旅吧。
  • 千般玉瑕

    千般玉瑕

    这一世,她究竟是会凤舞九天,亦或是堕入谷底?当她破除诅咒后,等待她的,究竟是再无忧愁的平静生活,还是时过境迁后的物是人非?欲飞冲天怎翼折心广目远万兽疆。笑颜未退又生悲,眼角桃花无处开。红妆别镜暮染雪,时过人离境善迁。梦境无根偏成花,镜花水月人婆娑。浮生流年被打乱,誓言成晖转瞬逝。妖娆倾世却凄凉,彼岸有花亦愁长。空有泪痣无泪泣,清辉易冷照月寒。情之一字万恶,误人,殇人,囚人,苦人。无情则无愁,但要做到真正的无情,又有几人能行?瑕疵,这瑕疵又会出现在这完美的人哪一处?她越强大,知道的就越多,离他也越来越远。人生若只如初见,多少祸端都可无。
  • 英雄联盟之下个世纪

    英雄联盟之下个世纪

    一百年后,《英雄联盟》成了游戏界的活化石。除了它之外,那个时代的游戏无一保留,早已消失在历史的长河中。一百年后,《新英雄联盟》问世,再次掀起了全球追捧的热潮。
  • 抱猫的男孩

    抱猫的男孩

    那个抱猫的男孩,从大学的时候就在寝室领养一只小黑猫。10多年来,这只猫儿陪着他经历了一段有一段感情生活,这些故事真实发生过,如今男孩把它记录下来,告诉世人,这个世界,他曾来过、他曾爱过。
  • 玄虚国

    玄虚国

    冥冥之中,这段情于我而言,羁绊千年。究竟我们还需经历多少轮回,才能修满今世之缘。我徘徊在岁月轮盘之前,推动未知缓慢前行。另个时空,你是还能感受到我那亘古不变的爱恋。
  • 荆楚风韵:江陵楚墓

    荆楚风韵:江陵楚墓

    反映了楚人特有的葬俗和文化心理,它为研究东周时期楚国的历史提供了珍贵的资料,它是辉耀华夏的荆楚文化的代表。
  • 瞳狼

    瞳狼

    前世狼神,今生为人!冲破云霄,捣毁禁制!洛夏大陆从此不再平静,异军突起的少年卷起一番风雨,将改变这世界瞳,人的心灵之窗,但亦是最诡异的武器!瞳由两眼集齐天地之气,万物之能所创造的!寻仇之路,复国重任驱使他不断向前,不断进步,只为一个————站在世界之巅,傲视群雄!一切立即展开!
  • 维曦

    维曦

    维曦:他既不是光,也不是暗。游离于两者之间,却永远也不会偏向任何一边。
  • 严己宽人(中华美德)

    严己宽人(中华美德)

    本书是“中华传统美德和修养文库”的其中一本。这是一套为新农村文化建设编辑出版的“中华传统美德和修养文库”,从传统文化的角度,对美德和人格修养的各个方面作出了形象生动的阐释。中华传统美德和人格修养必将扎根于现实生活的沃土之中,开出更加绚烂的花朵,结出更加丰满的果实。