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第200章 混沌動力學 (2 / 2)

程理也正是用“散射反演方法”解答了第2996層的問題。

孤立子在非線性波理論、基本粒子理論等領域有著廣泛而重要的作用。

它的發現是數學導致重大科學發現的一個例證。它表明,數學作為現代科學方法的三大環節(理論、實驗、數學)之一,已經並將進一步在當代基礎理論、應用技術等許多方面發揮重要作用。

現在人們已經發現很多在應用中十分重要的非線性方程,如正弦戈登方程、非線性薛定諤方程等都具有這種孤立子解。

人們還發現在等離子體光纖通訊中也有孤立子現象,科學家們還認為,神經細胞軸突上傳導的衝動、木星上的紅斑等都可以看做是孤立子。

所以,孤立子方程,也是透過數學研究而導致重大科學發現的一個典型例證。

在孤立子方程問題之後,程理在第2997層,遇到了著名的“分形問題”。

20世紀數學,在幾何概念上有兩次飛躍,都與空間維度相關。

一個是,從有限維道無窮維的飛躍。

另外一個就是,從整數維到分數維的飛躍。

而整數維道分數維的飛躍,發生在20世紀下半葉,起源於法國數學家蒙德爾布羅1967年發表的《英國海岸線有多長?》一文中。

這實際上,就是分形問題研究的開始。

海岸線問題,是一個實際的地理測量問題,科學家在實際考察中發現,不同國家出版的百科全書中,對英國海岸線長度,竟然有不同的長度記載,而且誤差竟然超過20%!

然後,數學家蒙德爾布羅從數學上研究這一個問題,認為這種超常的誤差,與海岸線形狀的不規則有關。

由於這種不規則,在不同測量尺度下將得出不同的測量結果。

最後蒙德爾布羅採用“柯克曲線”作為思考海岸線問題的數學模型。

所為的柯克曲線,就是以一個平面等邊三角形的每條邊的中央三分之一為底,向外側作一小等邊三角形,然後抹去這小三角形的底邊,就可以得到一條新的閉折線。

然後,在新曲線的每條邊上重複剛才的作圖,就可以這樣無限的繼續畫下去。

這樣的一條曲線,就被成為了分形曲線。

這樣的描述,也許不太好想象和理解。

但在自然界中,有許多分形的例子。

比如雪花,就是一個典型的分形圖案,可以將上面的描述想象出就是雪花圖案的描繪過程。

柯克曲線只是具有分數維的幾何圖形的一個例子。

蒙德爾布羅1977年正式將具有分數維的圖形稱為“分形”。

並建立了以這類圖形為物件的數學分支——分形幾何。

而正是隨後對分形幾何的研究,讓人們發現了“混沌”現象,從而建立了“混沌動力學”這一全新領域。

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