Фракталы можно увидеть повсюду - в форме облаков, в узорах цветной капусты, разветвления кровеносных сосудов. Это совпадение? По мнению ученых, эти приятные закономерности могут помочь нам понять феномены, столь же фундаментальные, как изменение климата или структура вселенной.
Наш мир не имеет таких форм, каких какие мы учим на уроках геометрии в школе. В природе вы редко можете найти что-то совершенно сферическое или кубическое, даже простую прямую линию. То, что мы видим, обычно нерегулярно, зубчато, грубо. «И именно такую геометрию мы должны начать учить в школах, а абстрактные цифры, - говорит проф. Бенуа Мандельброт, французский математик польского происхождения, считается первооткрывателем фракталов. Эти сложные структуры могут быть описаны очень простыми математическими формулами - и вполне возможно, что это относится ко всей реальности, которая нас окружает.
Призрачное обаяние простоты
В начале фракталы быстро развивались среди ученых. В конечном счете, их задача состоит в том, чтобы усложнить ситуацию - так что все, что происходит внутри нас и вокруг нас, описывается использованием самых простых правил. Несколько десятилетий назад считалось, что фрактальная геометрия сможет объяснить почти все. Однако вскоре выяснилось, что это было не так просто, и многие разочарованные исследователи отказались от этого направления. В науке, как и в любой другой области, есть определенные тенденции. После первоначального энтузиазма фракталы считавшиеся математическим любопытством - не совсем верно, как выяснилось позже.
Новая геометрия начала жить по своему. Она нашла, среди прочих инновационные приложения в архитектуре. «Компьютеры сыграли здесь большую роль. Благодаря созданию фрактала сделала это просто, и эта популярность повлияла на архитекторов, которые хотели отойти от угловой, кубической структуры «, - говорит Паола Антонелли, выдающийся дизайнер и куратор нью-йоркского музея современного искусства. Сегодня даже ребенок может создавать красивые узоры на экране компьютера. Фракталы выглядят как чисто декоративные элементы на плакатах и футболках. «Я очень рада этому. Я всегда считала, что наука не должна ограничиваться университетской средой, недоступной обычным смертным », - сказал проф. Мандельброт
Погода нового поколения
Но дело в том, что некоторые ученые не отказались от фракталов и упорно пытались применить их в своей работе. Профессор Шон Лавджой, физик из Канадского университета Макгилл, хочет использовать его для прогнозирования погоды. Эту возможность уже предвидел британский математик Льюис Фрай Ричардсон, один из пионеров метеорологических прогнозов, а также фрактальной геометрии более 80 лет назад. По его мнению, хаотические, сложные явления, происходящие в атмосфере, были обусловлены относительно простыми правилами, лежащими в их основе. Одной из особенностей является фракталом самоподобие - мы можем свободно увеличивать и уменьшать по-прежнему видимые те же, повторяющиеся структуры. Климат будет вести себя аналогичным образом в больших, километровых масштабах, а также на местном уровне.
На протяжении многих десятилетий никто не мог это доказать - в основном из-за совершенно несовершенных методов мониторинга атмосферных явлений. Совсем недавно - благодаря данным, собранным метеорологическими спутниками - проф. Лавджой был способен показать, что осадки фактически ведут себя, как предсказал Ричардсон. А это означает, что получить точный прогноз погоды будет намного проще - задача, с которой даже самые мощные супер компьютеры часто не справляются.
Другие ученые достигли еще большего. Группа исследователей под руководством проф. Лучано Пьетронеро из Universita di Roma, считают, что вся вселенная имеет фрактальную структуру. В свою очередь, доктор Тим Палмер, физик из Британского Европейского центра среднего прогноза погоды, считает, что аналогичным образом мы можем объяснить странные законы квантовой физики, регулирующие поведение элементарных частиц и атомов. Возможно, эти концепции появятся после того, как теория Всего, столь ожидаемая учеными, объединит попытки описать реальность.
Вечный шарм
У фракталов есть еще одно интригующее свойство - они просто красивы. Нам нравятся как шаблоны, созданные компьютером, так и естественные творения или явления. Даже музыкальные произведения, которые имеют фрактальную структуру, более приятны для наших ушей. Некоторые ученые, такие как Кеннет и Эндрю Хсу из Швейцарии, утверждают, что именно это определяет привлекательность классической музыки, в том числе произведения Баха, Моцарта и Бетховена. Конечно, вы можете использовать фракталы для создания новых песен - мы находим много примеров такого искусства в Интернете.
Почему нам это нравится?
Причина кажется простой - мы эволюционировали в сложной среде, изобилующей естественными фракталами, видимыми в формах растений, животных или даже геологических образований. Такие взгляды знакомы нам и дают ощущение безопасности намного лучше, чем грубая геометрия многих продуктов нашей цивилизации. Или, может быть, даже деятельность нашего мозга может быть описана с помощью фракталов? Время покажет, а пока мы можем просто наслаждаться глядя своими глазами.
