分形几何是一门很好玩的学问,其哲学思想很精妙:客观事物具有自相似的层次结构,局部与整体在形态、功能、信息、时间、空间等方面具有统计意义上的相似性,成为自相似性。例如,一块磁铁中的每一部分都像整体一样具有南北两极,不断分割下去,每一部分都具有和整体磁铁相同的磁场。这种自相似的层次结构,适当的放大或缩小几何尺寸,整个结构不变。
分形几何中的维数可以是任意分数,而维数和测量有着密切的关系,法国数学家曼德尔勃罗特有个著名的问题是:英国的海岸线有多长?可能大家都认为答案至少应该是个确定的数字,但是正确的答案却是
长度依赖于测量时所使用的尺度。如果用公里作测量单位,从几米到几十米的一些曲折会被忽略;改用米来做单位,测得的总长度会增加,但是一些厘米量级以下的就不能反映出来。实际上海岸线整体是一条无限长的线折叠而成,显然,用小直线段量,其结果是无穷大,而用平面量,其结果是 0。测度论好的朋友可以一展身手了。
下面是个海岸线的小动画:
参考:
http://www.ikepu.com/maths/maths_branch/fractal_geometry_total.htm