上期文章《世界是非線性的之三(混沌)》討論了混沌問題,得到如下結(jié)論: 1) 世界是非線性的,也是混沌的。即使是“簡單”的三體問題也會復(fù)雜得難以解析求解,世界的運動具有極大的隨機性。 2) 對一個復(fù)雜系統(tǒng)無法做到長期預(yù)測。如果認為人生路徑、股票走勢、戰(zhàn)爭與和平都是可以預(yù)測的,那就大錯特錯了,“無?!辈攀菑?fù)雜系統(tǒng)的常態(tài)。 3) 即使是隨機性非常強的混沌系統(tǒng),也有一定的規(guī)律可循。如果能從宏觀角度發(fā)現(xiàn)混沌系統(tǒng)的“奇怪吸引子”,就可據(jù)此判斷系統(tǒng)運動的位置和邊界概率,并進一步依靠對規(guī)律和時間的堅守受益。 這期文章我們再討論一下分形問題。 數(shù)學(xué)上的分形 ![]() 一圖勝千言,數(shù)學(xué)上的分形體現(xiàn)出的復(fù)雜、神秘和美感是讓人印象深刻的。 ![]() 自然界是分形的,從天體運行、山脈河流、植物生長到晶體構(gòu)成中都能發(fā)現(xiàn)分形現(xiàn)象。分形具有如下一些特征: 1) 結(jié)構(gòu)的自相似性; 2) 簡單的構(gòu)造即可形成精細復(fù)雜的系統(tǒng); 3) 遞歸實現(xiàn)分形; 4) 難以做到對分形進行準確數(shù)學(xué)描述; 5) 分形結(jié)構(gòu)并非連續(xù)、光滑、可微; 6) ...... 1) 能夠以小見大。我們的見識總是有限的,管中窺豹是常態(tài),分形讓我們有機會從局部出發(fā)去正確認識更大規(guī)模的整體。 2) 歷史不重復(fù),但總是在押韻。這是馬克.吐恩的名言,可以理解為增加時間維度后的分形。歷史是一面鏡子,可以照出現(xiàn)實,同樣也可以預(yù)示未來。太陽之下無新事,只是換一種方式的元亨利貞循環(huán)。 3) 埋下一粒種子,等待一棵大樹。成長是一種自下而上的分形,不起眼的一粒種子、稚嫩的一棵小苗都可能長成參天大樹,簡單的想法也可能成就一個帝國。 本文討論了《非線性動力學(xué)》的分形問題,可以得到如下結(jié)論: 1) 連續(xù)、光滑和可微是微積分理論的前提假定,在面對大自然的非線性時也可能失效; 2) 復(fù)雜系統(tǒng)可源于簡單構(gòu)造,對存在簡單的終極真理仍應(yīng)抱有希望; 3) 從小事和簡單的事開始做起吧,只要足夠堅持,奇跡就可能隨分形而出現(xiàn)。 |
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