Журнал цікавих речей, трохи про фрактали

Журнал цікавих речей, трохи про фрактали

Фрактал - це щось чарівне і чудове ... «Що це таке?», - запитають багато. Спробую пояснити. Справа в тому, що існує кілька визначень фракталів, в найбільш широкому сенсі - це будь-яка множина подібне саме собі.

Чи не занадто зрозуміло? Почнемо з самого початку: появи терміна.

Свого роду легенда свідчить, що французький математик Бенуа Мандельброт летів один раз на літаку і дивився через ілюмінатор на пляж. Пізніше він сам був на цьому пляжі, і побачив, що форми і фігури, видимі їм ближче до землі, дуже схожі на ті, що він бачив, коли пролітав на великій висоті. Це так його вразило, що він почав придивлятися до інших пейзажам і предметів в природі, і теж помічав це властивість: загальна форма часто повторюється в окремих частинах.

У 1975 році вийшла його книга «Фрактальна геометрія природи», де він і вводив поняття фрактала, походження слова від латинського "fractus" - "що складається з фрагментів". Там Мандельброт говорив про геометричній фігурі, яка не стає простіше при наближенні до неї, а зберігає форму, властиву більшій своїй версії, як це і буває в природі

Журнал цікавих речей, трохи про фрактали

Сам же Мандельброт використав свою теорію для побудови економічних моделей. Він виявляє, що випадкові коливання цін зовсім не довільні, а слідують математичного фрактальному порядку.

Надалі фрактали набули популярності, як спосіб моделювання природних процесів, що дає значно меншу похибку, ніж звичайні методи.

До того ж, багато фрактали дуже прості в своєму побудові. Прикладом може служити Трикутник Серпінського, зробити який можна без особливих зусиль.

Журнал цікавих речей, трохи про фрактали

Журнал цікавих речей, трохи про фрактали

На даний момент все ще немає строго визначення поняття фрактала, десь він вказується тільки як геометрична фігура, а десь - як будь-яка множина з самоподібності. Фактично, «У попа була собака, він її любив ...», - так само можна вважати фракталом.

Де ж використовуються фрактали?

Найбільш очевидний приклад застосування: комп'ютерна графіка. Створення пейзажів і текстур, схожих на природні в кіно і комп'ютерних іграх.

Іноді, фрактали використовуються "безпосередньо", скажімо, в грі Spore водорості на етапі «Клітка» цілком собі фрактали.

Журнал цікавих речей, трохи про фрактали

Фрактальні пейзажі, створений в програмі Terragen 2 дуже нагадують реальні.

Журнал цікавих речей, трохи про фрактали
Журнал цікавих речей, трохи про фрактали

Фрактал, створений в програмі Chaoscope просто гарний.

Журнал цікавих речей, трохи про фрактали
Журнал цікавих речей, трохи про фрактали

Фрактальні візерунки дуже привабливі з естетичної точки зору і можуть використовуватися в інтер'єрі.

Журнал цікавих речей, трохи про фрактали

Як вже говорилося: фрактали використовуються для моделювання природних процесів. На певному етапі самоподоба в природі буде втрачено або фігура буде повторюватися в спрощеному вигляді, це так звані квазіфратали і предфрактали. Ідеальною математичної фігури в природі бути не може, хоча б тому що в результаті кожен об'єкт обмежений масштабом молекул, його складових.

Так само у фізиці моделюються природні матеріали, їх властивості, і нелінійні процеси, на кшталт горіння або дифузії.

Журнал цікавих речей, трохи про фрактали

Аналогічно діють мініатюрні фрактальні антени.

Так само існують алгоритми фрактального стиснення даних, до того ж фрактали використовуються для створення децентралізованих, стійких комп'ютерних мереж.

Тепер, коли хтось о третій годині ночі постукає у ваші ICQ і запитає про фрактали - не лякайтеся. Адже людина просто хоче обговорити з вами красу нашого світу.

Журнал цікавих речей, трохи про фрактали