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分形在自然界中存在吗?

在自然界中寻找分形并不太难——你只需要去寻找。但用这样的图像捕捉它们是另一回事。

自然界的分形，曼德尔布罗特
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分形

分形是什么?

分形是同一图案以不同的比例和大小反复出现的对象。

在完美的数学分形中——如上图所示的著名的曼德尔布罗特集——这种“自相似性”具有无限的深度:每个图案都是由更小的自身副本组成的，而那些更小的副本又是由更小的副本组成的，永远如此。

我们在自然界哪里可以看到分形?

许多自然现象在某种程度上是分形的．下面是一些最引人注目的图片分形性质．

自然界的分形叶
叶子内部流动液体的脉网显示出清晰的分形结构。动物的循环系统也是类似的。图片来源:Paul Oomen / Getty
雪花的自然分形
由于冰的微观晶体结构，这种雪花的六倍对称被重复了几次。中央的六边形生出六个更粗糙的六边形，而这些六边形的外角产生更多的六边形的分支。资料来源:伊恩·卡明/盖蒂
自然界的分形
这幅由高压电流通过非导电材料放电而产生的图像，被称为Lichtenberg图，显示了分形的重复自相似分支特征。图片来源:图片研究人员/盖蒂
自然的分形
被称为罗马花椰菜，罗马花椰菜甚至是花椰菜，它是更常见的芸苔属植物的近亲，有着惊人的分形外观。自相似的锥形突出物由螺旋状的小芽组成。资料来源:Fuhito Kanayama / Getty
自然河流中的分形
新西兰南阿尔卑斯地区的辫状冰川河道表现出大大小小的分枝和重组。来源:大卫·克拉普/盖蒂
自然界的分形树
在许多树中，比如这棵梧桐树，树干的中央分叉成两根或更多的树枝，这些树枝不断地分叉成越来越细的树枝，最后形成小枝。在这张图中可以计算出七层或更多分支。来源:伯恩特·费舍尔/盖蒂

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迈克尔·露西(Michael Lucy)曾是《宇宙》杂志的特稿编辑。
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