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  • 1 # 閒時亂翻書

    不可以的,這和測量工具有關,而且海岸線長度可以是無限長。

    是我在說胡話嗎?聽起來很象,但是我確實沒有說胡話,這是一門科學,叫做分形幾何學。

    分形是混沌學的一個重要概念,關於混沌學大家都已經很熟悉了,例如“蝴蝶效應”,就是北京的一隻蝴蝶扇扇翅膀會引起亞馬遜的一場風暴,關於這個效應被文藝界引用,創造了很多優秀作品,例如《蝴蝶效應》,劉慈欣也寫過一篇關於蝴蝶效應的小說,說的是關於南聯盟的事情,其實《侏羅紀公園》的科學基礎也是混沌學,這個沒想到吧?

    扯遠了,還是回過頭來說分形。

    在上世紀七十年代,法國數學家曼德爾勃羅特就琢磨過海岸線長度這個問題,他發現海岸線的長度取決於測量工具,如果用公里作為單位,那麼幾米的曲折就會被忽略,用米做單位,釐米毫米級別的曲折就會被忽略,以毫米做單位呢,微米級別就會被忽略,這樣算下來,海岸線就是無限長了。

    還是難以理解是嗎?

    其實這個問題可以歸結為在有限面積內,有沒有一條無限長的線。好像是沒有吧,已經有限了,怎麼還可能無限呢?

    但是確實是有的,這就是分形了。

    現在我們注意看這張圖,本來是一個三角形,然後在三角形的每一個角上繼續做三角形,以此類推,那麼就會有一條無限長的線,就是說在有限面積內,確實有限面積,面積無論如何也不會超過三角形的外接圓,而這條線確實是無限長的。

    當然這個結論只是數學家說的,對於物理學家是不成立的,因為對於物理學家來說,是不存在無限小的測量單位的,他們認為的測量單位最小就是普朗克長度了,如果比普朗克長度還小的單位,就會出現量子效應,薛定諤那隻不死不活的貓就會出來干擾測量,使得測量無法完成。

    當然對於政治家也是不成立的,否則每個國家都宣佈自己的海岸線無限長(蒙古國海軍對此表示憤慨),那麼只好“擱置爭議,共同開發”了。

    是不是數學家就會玩這些華而不實的東西,當然不是,分形可以破碎虛空啊。

    還得先說一下維度的概念,一般情況下,我們認為維度是整數,例如一維就是一條線,二維就是平面,三維就是立體的,就是我們現在的世界,四維呢,就是可以隨便進入三維,還記得《三體》嗎?褚巖就是靠四維空間滅掉三體人的水滴的。

    總而言之就是說,所謂多維空間就是靠幾個數來確定某個點的位置,對於一條線來說,只需要一個數字就可以了,就象數軸一樣,對於二維空間呢,(x,y)座標就可以了,倆數,三維空間,就是(x,y,z),三個數。

    對於分形來說,就意味著空間是破碎的,可以有1.2維,2.4維,3.3維等等,這就意味著空間就是一個破篩子了,隨便可以鑽進去再鑽出來。

    還是打個比方吧,有一團線球,從特別遠的地方看,就是一個點,那麼線團上面的任何一個點,都可以用這一個點表示,這是0維,走近一點呢,基本上就是平面了,線團上面的點可以用兩個數字表示,這是二維,再走近呢,線團很大了,就是三維了,任何一點都可以三個數字表示,那就是三維了,如果鑽到線團裡面去呢,每一個點就可以用一個數字表示了,因為線團已經變成一條線了,這是一維。

    那麼從一維到二維,從二維到三維中間呢,總會有1.2維度,或者2.3維度,這正是分形的思想,測量工具的不同造成維度的變化。

    是不是很 燒腦,是不是很神奇,是不是覺得人類很偉大?

    當然不是了,因為這個都是自然界玩剩下的。

    看看,連蝸牛都比我們會玩,看來上帝真的是數學家。

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