分形是什麼意思

分形(Fractal)是一個數學概念,用來描述一種在自然界中常見的形狀,這種形狀具有無窮無盡的複雜性,並且在不同的尺度上都是自我相似的。分形是由數學家本華·曼德博(Benoit Mandelbrot)在20世紀70年代提出的,他觀察到自然界中許多物體的形狀並不是傳統歐幾里得幾何學中的簡單形狀,而是具有分形特徵。

分形的幾個關鍵特徵包括:

  1. 自我相似性:分形在不同的尺度上都是自我相似的,這意味著當你放大一個分形時,你會看到與整體形狀相似的子結構。

  2. 無窮複雜性:分形通常具有無窮的細節,即使放大到極小的尺度,仍然會發現複雜的結構。

  3. 不規則性:分形通常是非整齊的,具有不規則的邊界和形狀。

  4. 分形維度:分形的維度通常不是整數,而是介於整數維度之間的一個數字,這使得分形與傳統的歐幾里得幾何學中的形狀不同。

分形在自然界中很常見,例如雲的形狀、樹木的枝幹、海岸線的形狀、葉片的脈絡、閃電的形狀等,都具有一定的分形特性。此外,分形也被用於藝術、設計、工程和科學研究等領域。