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曼德勃羅集的一部分,這可能是世界上最著名的分形。
圖片來源:Wolfgangbeyer,透過Wikimedia Commons。CC BY-SA 3.0
今年為了數學詩歌月,我閱讀了艾米麗·格羅什霍爾茨的詩集心靈的比例:玩轉數學的詩歌。格羅什霍爾茨是賓夕法尼亞州立大學的哲學教授,也是一位詩人。她從事數學哲學研究,她的詩歌中充滿了對數學及其歷史的引用。我強烈推薦這本詩集。
2002年,格羅什霍爾茨與分形幾何之父本華·曼德勃羅一起出現在紐約的一個趣味科學活動中。她為這次活動創作了《讚美分形》,這是我書中我最喜歡的詩之一。
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讚美分形
引言的變體
本華·曼德勃羅著《大自然的分形幾何》(The Fractal Geometry of Nature)
(紐約:W.H.弗里曼公司,1983年)
歐幾里得幾何無法描述,
阿波羅尼奧斯也無法描述,山脈的形狀,
水坑、雲朵、半島或樹木。
雲朵永遠不是球體,
山脈不是圓錐體,黃松也不是;
樹皮不是光滑的;陸地和海洋
如此不同地相互依偎
輕輕一吻,也不是雙曲線。與歐幾里得的初等形式相比,
大自然,散開她的頭髮,展現出圖案
(甜美而凌亂,漂浮,未梳理)
不僅僅是更高的n次
而是完全不同的
複雜程度
描述她的距離尺度數量
幾乎是無限的。我們應該如何研究
無定形物體的形態?曼德勃羅
透過發明分形解決了這個難題,
一系列形狀
被偶然性所困擾,其規律性
都是統計性的,就像布朗運動一樣,
其精細的配置
在每個尺度上都相同。一些分形集是曲線
(空間填充曲線!)或複雜曲面;
另一些是完全不連貫的“塵埃”;
另一些則太奇怪了,無法命名。
龐加萊曾經觀察到,
可能有些問題是我們選擇提出的,
但另一些問題則自行提出,
有時長達數個世紀,卻無人傾聽。那些不息地自行提出的問題
最終可能會在某個人的腦海中安息。
因此,曼德勃羅及時
設計了他的分形家族,以供欣賞
不僅僅是因為其形式上的優雅
作為數學結構,
而是解釋的能力,一卷一卷地,
大自然分子和山脈的髮型。怎樣的溫和的思想革命
將十九世紀與我們分開!
康托爾的巢狀缺失三分集,
皮亞諾的分數維曲線,
曼德勃羅的分形,反駁了舊規則
簡單的連續性,
馴服了曾經短視地
被認為是怪物的東西。大自然將怪物擁抱為己有,
鼓勵沉思的數學家
在異常中發現
我們周圍所有生物固有的東西。
無窮大的大師們,
康托爾、皮亞諾、豪斯多夫和勒貝格,
發現了最終並非超驗的集合
而是內在的,斯賓諾莎的心愛的原因。想象力與大自然閒聊,
他們調情時所說的(數學)
令人驚訝地顯示出有效性
在科學中,一件精巧的禮物
我們不配擁有,不尋求或不理解。
所以讓我們心懷感激,
並希望它能繼續下去,儘管我們的喜悅
總是被我們的困惑所平衡。
您可以在她的網站上找到更多關於艾米麗·格羅什霍爾茨作品的資訊。您可以在我的部落格或這個連結彙總中閱讀更多數學詩歌。如果您想了解更多關於她在詩中提到的數學主題,這裡有一些連結可以幫助您入門。
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