肥宅钓鱼网
当前位置: 首页 钓鱼百科

科学家终于发现了宇宙的形状(一个神奇的图案)

时间:2023-06-08 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 钓鱼百科

简单来说分形几何,就是一种几何学,研究的是无限复杂的几何图形。曼德博是最早使用计算机图形,来创建和显示分形几何图像的人之一。曼德博集合告诉我们,自然界中简单的行为,可以导致极为复杂的结果。

科学家终于发现了宇宙的形状?科学是否存在“尽头”?爱因斯坦认为,或许存在一个“大一统理论”, 用一段公式就可以解释和预测宇宙中的每件事情这个理论,甚至可以解释宇宙的四大基本力,强合力、弱合力、电磁力和引力之间的相互作用,这样的理论也被称为“万物之理”,我来为大家讲解一下关于科学家终于发现了宇宙的形状?跟着小编一起来看一看吧!

科学家终于发现了宇宙的形状

科学是否存在“尽头”?爱因斯坦认为,或许存在一个“大一统理论”, 用一段公式就可以解释和预测宇宙中的每件事情。这个理论,甚至可以解释宇宙的四大基本力,强合力、弱合力、电磁力和引力之间的相互作用,这样的理论也被称为“万物之理”。

可惜的是直到去世,爱因斯坦都没有找到这样的理论。那么宇宙真的是被设计好的吗?一段公式真的就能解释整个宇宙吗?

世界充满谜团 偶尔会有答案,大家好我是喱头哥,今天我们聊号称“上帝指纹”的曼德伯集合,点点关注,我们马上开始。

不可思议的“不约而同”

从历史的角度来看,世界上有太多的不约而同,比如各国的神话传说,都不约而同地认为人类的生存周期大约是1万年;古埃及金字塔上的人类终结期预言,和古印第安人传说中的末日预言,不约而同地相似等等。

从宇宙的视角来看,随着文明在不断地发展,人类对地球和宇宙之间的关系,有了越来越深入的了解。科学家们发现,宇宙运行的规律非常精妙,绝对不是一句简单的“自然形成”就可以解释的。

人类对宇宙的了解十分有限,依然无法回答一些终极之问,比如说人类从何而来,宇宙中有多少个星球、边界又在哪里,在浩瀚的星空之中,有没有和人类一样的文明存在。这些终极问题,想不到竟然从一幅美丽的几何图案中,找到了答案。

无处不在的分形

20世纪初,英国数学家刘易斯·弗莱·理德查森,漫步在英国的一种海滩时,突然发现了一件有趣的事:不论是海岸线本身还是海岸线上礁石的边缘,随意截取其中一小部分并且放大的话,看起来都和整体没什么区别,而且分得越精细,其周长越大

类似的情况有很多,1904年是瑞典数学家科赫提出,假设有一个三角形,以它每个边的两个三等分点作为边,作出一个新的等边三角形,可以无限分下去,这就是著名的科赫三角形。类似的形状有很多,比如谢尔宾斯基三角形康托尔集等。

直到1973年,法裔美国数学家伯努瓦·曼德博(Benoit Mandelbrot),给类似的现象起了个名字,叫做分形几何,他也由此被称为分形之父。

那么,什么是分形几何呢?简单来说分形几何,就是一种几何学,研究的是无限复杂的几何图形。这些复杂的几何图形在一定的定义下,图形都是自我相似的

所谓自我相似呢?就是一个物体的本身,和它一部分完全、或者是几乎完全相似,比如说罗马花椰菜。

罗马花椰菜非常漂亮,花球表面是由许多螺旋形的小花组成,小花以花球中心为对称轴,成对排列,神奇的是它的外形,是以一种特定的指数式螺旋结构生长的,而且所有部位都是相似体,掰开一段花菜,这一小段花菜,竟然和本体是一模一样的。

曼德博集合

这样的例子,在自然界和现实世界中非常之多,例如珊瑚、树枝、雪花等等。

如果用电脑生成一副分形图形,就会看到同样的基本图形会重复出现,而且图样的尺寸,会无止境地不断缩小。

那么对我们人类来说,分形几何有什么意义呢?它的意义就在于,如果客观事物具有自我相似的层次结构,那么局部与整体,在形态、功能、信息、时间、空间等方面,就会具有统计意义的相似性。也就是说,我们可以从一种极端的混沌中,发现一种极端有序的存在。

换句话说,分形就是既高度复杂、又特别简单,本来看似十分复杂的事物,实际上大多数,是可以用非常简单的公式来描述的。但是这种简单却并不简单,其中又蕴含着极端的复杂性。

来看一组奇妙的图形变换,大家发现了吗?当图形被无限放大的时候,我们可以看到一个奇妙的现象,那就是无论图形,被分解到何等的微观,最微观的图形和最初始的图形,是完全自我相似的。

这个图形也是数学家曼德博发现的,它是解释混沌理论的数学模型,也是数学领域最复杂的概念之一,这就是著名的“曼德博集合”。

曼德博是最早使用计算机图形,来创建和显示分形几何图像的人之一。1980年,曼德博用计算机发现了这个奇妙的、从简单规则图形中,创建出来的复杂的视觉图形,他发现那些被认为“粗糙”、“杂乱”或“混乱”的事物,实际上都是具有高度的、有序度(Degree of order)的性质的,例如云层或海岸线。

从数学的角度来讲,曼德博在复平面中,对一个简单的公式进行了迭代,于是就生成了我们看到的那么复杂的图形。

实际上这个公式和迭代运算,都非常的简单,但是产生的图形竟然是如此的结构精细、丰富多样,令人难以置信,十分不可思议。在传统几何学中,很难发现在如此简单的规律中,竟然蕴藏着如此复杂而生动的例子。

曼德博集合告诉我们,自然界中简单的行为,可以导致极为复杂的结果。曼德博集合的出现就像一道闪电,让研究宇宙学的科学家们脑洞大开,他们就想人类社会、乃至宇宙,是不是也可以用曼德博集合这样简单的模型,或者程序去描绘呢?

上帝指纹

曼德博又提出了分形宇宙的说法,他认为如果在我们的地球上分形无处不在,那我们有什么理由不认为宇宙就是一个分形呢?

实际上在很久以前,科学家们就已经开始思考这个问题,来试图破解宇宙的规律,甚至还由此产生了一门学问,被称为宇宙学原理。

人们认为,任何客观存在的物质,都有属于它们自己的规律,宇宙也不例外。牛顿找到了其中一个特征,那就是万有引力;而曼德博则是从分形的角度,来思考宇宙所具备的性质。

从宇宙的视角来看,无论是地球还是太空,都有着一种近乎完美的平衡状态。我们通过物理学上的能量守恒,和质量守恒定律,就可以看到这种平衡。

从100年前,天文学家哈勃确定河外星系存在后,人们开始意识到银河系代表不了整个宇宙,根据目前的研究结果,可观测宇宙中大约有两万亿个大大小小、形形色色的星系。

科学家们观测这些星系时,发现宇宙的确可能是一个分形结构,从宇宙中的任何方向和角度来看,似乎都是一样的,这就是宇宙学原理中比较流行的一种理论:宇宙的各向同性

如果单纯地看太阳系甚至是银河系,你会发现宇宙并不完全对称。这里有太阳,那里没有,木星在这一侧,土星在另一侧……

但是将尺度放大到2亿光年、3亿光年甚至更多,就会发现宇宙在各个方向上,几乎完全是一样的。这里有星系,那里也有,这里有这么多,那里也有这么多。如此看来,宇宙的确具有各向同性,而且类似于一种分形结构。

如果说这种平衡是一种巧合,那么宇宙的诞生和人类的诞生,就像是曼德博集合图形的一种掩饰,恰恰诠释了这种巧合中,所含有的内在必然。也就是说没有偶然,只有必然,所有的偶然都是必然。

科学家们还发现,宇宙正是由强合力、弱合力、电磁力、引力,这四大基本力之间的相互作用,而稳定有序的。

如果其中的一个力,比如引力稍微强一点,那么宇宙中恒星的燃料就会很快耗尽,宇宙中将不会有任何一颗发光发热的恒星,而变得黑暗冰冷。如果稍微弱一点,恒星就无法发生核聚变反应,宇宙同样不会存在闪闪发光的恒星。

另外科学家还发现,宇宙在刚诞生时的膨胀速度,刚好可以形成运行稳定的星系,如果膨胀的速度快一点或慢一点,我们的宇宙就会乱成一锅粥。

那么类似这样的恰到好处,充满了一种强烈的设计感,而这样的设计感,在宇宙中却是数不胜数。

比如说地球能够诞生出生命,是因为和太阳的距离不远不近,又恰好有木星和月球的保护,还恰好存在着氧气、液态水、大气层、磁场、臭氧层等等,生命诞生需要的条件。只要其中任何一点出错,哪怕是一点点的差错,人类将不复存在。

如此精准的恰到好处,就算是人类最顶尖、最高级的设计师,也难以设计的如此精准,可见其精确程度,并非自然可以形成的。

所以人们称曼德伯集合是上帝的指纹,因为他用简单的迭代分型,就非常精准的描述出了、物质的简单与复杂、混沌与有序之间的关系和延展性,从微观粒子到宏观宇宙,莫不如此。

那么问题就来了,宇宙的一切,真的有可能就是被上帝精心设计出来的吗?如果用曼德博集合的分形几何来计算,不是无限放大、而是无限缩小宇宙的话,有没有一种可能,我们真的会看到一幅宇宙的原始图形呢?而我们地球人类有没有可能,是上帝自我相似的复制版呢?欢迎在留言区里写下你的想法,我们一起讨论。世界充满谜团 偶尔会有答案,我是喱头哥,今天的内容就到里了,喜欢我的视频,点赞关注和留言是对我最大的支持,我们下期再见。

    推荐阅读
  • 手动挡有双离合器吗(同样都用离合器)

    同样都用离合器虽然手动挡和双离合用的都是离合器,但是在结构上还是有差异的,比如说双离合的离合器片,就要比手动挡的小很多之所以双离合和手动挡的耐用性上差别那么大,就是因为各种各样的细节结构上的差异就像是两兄弟都姓王,。

  • ipad跑分70万什么水平(IOS设备跑分谁最强)

    安兔兔4月的iOS设备性能榜单出炉,新款M1芯片的iPad产品依然是以100W以上的跑分牢牢地捍卫了自己的尊严。本次的榜单数据收集时间为2022年4月1日至4月30日,榜单中出现的成绩为平均跑分,并非最高跑分,因为这样更具代表性。榜单分数以安兔兔V9版本为主,V9版本的跑分成绩不能与之前版本的成绩作比较。第一名:iPadPro5,平均跑分:1257209。也正是因为搭载了M1芯片,所以在平板上,哪怕是最便宜的不支持高刷屏幕的iPadAir5,64G版本的起售价也高达4399元。

  • 湛的拼音(湛的组词)

    我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!湛的拼音湛的拼音zhàn,组词如下:湛蓝[zhànlán]状态词。湛湛青天[zhànzhànqīngtiān]湛湛:厚重的样子。比喻正义和公正。湛旱[zhànhàn]谓旱涝灾害。《墨子·杂守》:“令民家有三年畜蔬食以备湛旱,岁不为。”湛寂[zhànjì]沉寂。湛滞[zhànzhì]沉滞;沉积不通。

  • 桂鱼养殖方法(桂鱼怎么养殖)

    在冬季,还可以适当增加水的深度,这样比较有利于桂鱼过冬。桂鱼是一种肉食性的鱼,一些小型鱼类是它们比较爱吃的食物。为了保证水质,需要定期换水。一般情况下得每周更换一次,让水的透明度保持在40厘米以上。

  • 室外御寒的方法(冬天有哪些御寒方法)

    室外御寒的方法不喝任何冷饮冬日寒气很易入体,因此记得不要喝任何冰饮料或者未经加热的饮料。选择敲胆经能够有效改善这一症状,影响上下半身血液循环的胆经位于大腿外侧,站立后收紧大统一肌肉,凹陷处即为胆经位置,使用按摩捶进行按摩或者双手敲打至于有痛感即可。按摩促进血液循环用手掌按摩上肢外侧,来回擦40次,直至皮肤感觉微热为止。

  • 西瓜可以和柚子一起榨汁喝吗 西瓜能不能和柚子一起吃

    2、如果有胃肠问题不要一次吃太多,如胃炎,消化不良,肠炎等,胃肠炎患者吃水果凉的刺激容易加重病情引起肚子疼,恶心呕吐,腹泻等情况,注意饮食作息规律和不要喝酒,避免暴饮暴食等以免刺激加重胃肠负担。

  • 橘怎么读(汉字橘怎么读)

    橘怎么读橘,汉语一级字,读作橘(jú),常绿乔木,果实称“橘子”,多汁,味酸甜可食。柑橘,柑橘类果树的总称。如甜橙、宽皮橘、柚、酸橙、柠檬、佛手、金橘等。是中国南方重要果树。金橘,也叫金柑。果实大如鸽蛋,秋末冬初成熟。原产于中国,分布于长江流域及以南各地。树可供观赏,果实可供食用和药用。在今湖南省长沙市西湘江中。今称“橘子洲”。

  • 忙趁东风放纸鸢描绘哪个季节(忙趁东风放纸鸢)

    用双线操纵放飞的三角翼风筝的两个边有骨架,另外一个边没有骨架,风从没有骨架的一边排出去,产生一个反作用力,推动三角翼风筝在天空飞行。改变三角翼风筝的排风方向,它的飞行方向就改变。风速快,三角翼风筝的飞行速度就快;风速慢,三角翼风筝的飞行速度也随之减慢。优秀的三角翼风筝放飞员,利用风筝飞行的动力可以使三角翼风筝在空中做出很多优美的飞行动作。

  • qq昵称女生可爱萌(qq网名可爱点的)

    柔媚人儿吃可爱长大的,今天小编就来说说关于qq昵称女生可爱萌?下面更多详细答案一起来看看吧!qq昵称女生可爱萌柔媚人儿吃可爱长大的肩上蝶纷纷可爱了好久脸上有肉小小的爱快乐的孩子玫瑰巷的乞者,荫酱小可爱北染陌人蜡笔木有小新°路灯下的小姑娘叮铛猫满目星河小梨窝很甜奶音能量可爱因子

  • 儿童笑到抽筋的笑话很短(宝宝眼中的爸爸妈妈)

    这首儿歌几乎每个小朋友都会唱。幼儿园校方发现了这一情况之后急忙联系了民警。民警询问孩子的父母情况,孩子的回答让人哭笑不得。如今发现它同样适用于其他动物。饮料中那种香甜的味道,吸引了两只小蜜蜂的注意。饮料瓶子是被盖住的。两只小蜜蜂经过一番探查之后,制定了行动方案。他们一左一右,分散在瓶盖两端。然后,两只蜜蜂同时发力,扭动瓶盖。