Категория Архив: За математиката в природата

Размерност на фрактал

Как да пресметнем размерността на фрактал Метод на подобието Това е най-простия метод за изчисляване размерността на фрактал, който използва свойството самоподобие. Например, да вземем отсечка с размерност 1. Ако я разгледаме с увеличение 2 пъти, ще видим 2 идентични отсечки. Нека да използваме променливата D за размерност (означава степента на увеличение), и N за […]

Итерации

Въведение в понятието “итерация” Във всеки фрактал има безкрайно повторяща се форма. При създаване такъв фрактал, естествено е, че най-простия начин се състои в това, да се повторят няколкото действия, които създават тази форма. Вместо думата “повторение” използваме математическия синоним “итерация”.Фактически всеки фрактал може да бъде създаден с итерации на някакво правило. Например, правилото за […]

Системи Итерируеми Функции – IFS

IFS представлява система от някакъв фиксиран клас функции, преобразуващи едно многомерно множество в друго. Най-простата IFS се състои от афинни преобразователи на плоскост: X’ = A*X + B*Y + C Y’ = D*X + E*Y + F През 1988 г. известните американски специалисти по теория на динамичните системи Барнсли и Слоан предложили някои идеи, основани […]

Геометрични фрактали

Геометричните фрактали са известни още с името детерминирани фрактали. Наричат ги още класически или линейни фрактали. Самоподобието се проявява на всички нива (мащаби). Детерминираните фрактали се образуват в процеса “итерация”(повече информация – тук). Тези фрактали са лесни за построяване. В двумерния случай се получават с помощта на някаква начупена линия (или повърхност в тримерния случай), […]

Алгебрични фрактали

Основни понятия Най-голямата група фрактали. Получават ги с помощта на нелинейни процеси в n-мерни пространства. Има няколко понятия,които са свързани с тези процеси: фазов портрет, атрактор и т.н. Известно е, че нелинейните динамични системи имат няколко устойчиви състояния.Състоянието, в което се оказва динамичната система след някакво количество итерации, зависи от нейното начално състояние. Затова всяко […]

Теория на хаоса-Основни понятия

Откриването на възможността за определяне на параметрите на хаоса, да се определи поведението на нелинейните системи се счита за третото голямо откритие на 20-ти век наред с теорията на относителността и квантовата механика…Всичко може и вече се третира на практика от позициите на теорията на хаоса, влючително социалната организация, цикличностите в развитието, движението на пазарите, […]

Странен атрактор

Лоренцовите уравнения Първият странен атрактор е атрактора на Лоренц. Хаосът в атмосферата е един от първите обекти на съвременната теория на хаоса, защото самият Едуард Лоренц бил метеоролог. Неговият труд за детерминирано непериодично течение (Edward N. Lorenz, “Deterministic non-periodic flow” Journal of Atmospheric Sciences, 20, 130-41 (1963)) се смята от мнозина, че полага началото на […]

Фракталните свойства на хаоса

Басейни на привличане и бифуркация Характерно е за нелинейните системи е това, че те имат в общи линии различни атрактори. Когато има повече от един атрактор, основният въпрос е: в кой от тези атрактори системата ще завърши. ( Всички термодинамични системи имат един точков атрактор – Ентропията). Представете си, че на всеки атрактор съответства езеро […]

Дървото на Фейгенбаум или как се стига до хаос

За популацията на насекомите Да разгледаме един пример. Ръста на някои популации за няколко години обикновено се описва с помощта на коефициент на прираста, т. е. отношението на ежегодния прираст на числеността на популацията към нейната обща численост. Ако тази величина остане постоянна в течение целия период време, се казват, че закона на ръста е […]

Teoрия на катастрофите – част 1

Въведение Широкото приложение на методите на теорията на катастрофите започнало след излизането на книгата на един от създателите на тази теория — Рене Том, където теорията на катастрофите била приложена за изучаване на морфогенезата (формообразуването) в биологията. Teoрията на катастрофите става популярна от 1970г, когато в списание “Нюзуик” се съобщава за преврата в математиката, сравним […]