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曼德勃罗集的一部分,这可能是世界上最著名的分形。
图片来源:Wolfgangbeyer,通过Wikimedia Commons。CC BY-SA 3.0
今年为了数学诗歌月,我阅读了艾米丽·格罗什霍尔茨的诗集心灵的比例:玩转数学的诗歌。格罗什霍尔茨是宾夕法尼亚州立大学的哲学教授,也是一位诗人。她从事数学哲学研究,她的诗歌中充满了对数学及其历史的引用。我强烈推荐这本诗集。
2002年,格罗什霍尔茨与分形几何之父本华·曼德勃罗一起出现在纽约的一个趣味科学活动中。她为这次活动创作了《赞美分形》,这是我书中我最喜欢的诗之一。
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赞美分形
引言的变体
本华·曼德勃罗著《大自然的分形几何》(The Fractal Geometry of Nature)
(纽约:W.H.弗里曼公司,1983年)
欧几里得几何无法描述,
阿波罗尼奥斯也无法描述,山脉的形状,
水坑、云朵、半岛或树木。
云朵永远不是球体,
山脉不是圆锥体,黄松也不是;
树皮不是光滑的;陆地和海洋
如此不同地相互依偎
轻轻一吻,也不是双曲线。与欧几里得的初等形式相比,
大自然,散开她的头发,展现出图案
(甜美而凌乱,漂浮,未梳理)
不仅仅是更高的n次
而是完全不同的
复杂程度
描述她的距离尺度数量
几乎是无限的。我们应该如何研究
无定形物体的形态?曼德勃罗
通过发明分形解决了这个难题,
一系列形状
被偶然性所困扰,其规律性
都是统计性的,就像布朗运动一样,
其精细的配置
在每个尺度上都相同。一些分形集是曲线
(空间填充曲线!)或复杂曲面;
另一些是完全不连贯的“尘埃”;
另一些则太奇怪了,无法命名。
庞加莱曾经观察到,
可能有些问题是我们选择提出的,
但另一些问题则自行提出,
有时长达数个世纪,却无人倾听。那些不息地自行提出的问题
最终可能会在某个人的脑海中安息。
因此,曼德勃罗及时
设计了他的分形家族,以供欣赏
不仅仅是因为其形式上的优雅
作为数学结构,
而是解释的能力,一卷一卷地,
大自然分子和山脉的发型。怎样的温和的思想革命
将十九世纪与我们分开!
康托尔的嵌套缺失三分集,
皮亚诺的分数维曲线,
曼德勃罗的分形,反驳了旧规则
简单的连续性,
驯服了曾经短视地
被认为是怪物的东西。大自然将怪物拥抱为己有,
鼓励沉思的数学家
在异常中发现
我们周围所有生物固有的东西。
无穷大的大师们,
康托尔、皮亚诺、豪斯多夫和勒贝格,
发现了最终并非超验的集合
而是内在的,斯宾诺莎的心爱的原因。想象力与大自然闲聊,
他们调情时所说的(数学)
令人惊讶地显示出有效性
在科学中,一件精巧的礼物
我们不配拥有,不寻求或不理解。
所以让我们心怀感激,
并希望它能继续下去,尽管我们的喜悦
总是被我们的困惑所平衡。
您可以在她的网站上找到更多关于艾米丽·格罗什霍尔茨作品的信息。您可以在我的博客或这个链接汇总中阅读更多数学诗歌。如果您想了解更多关于她在诗中提到的数学主题,这里有一些链接可以帮助您入门。
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当然还有曼德勃罗集(视频)