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导语: “分形几何之父”本华·曼德博(Mandelbrot,1924.14)2010年10月14日因胰腺癌在马萨诸塞州剑桥的临终病人安养所逝世,享年85岁。在他的生涯中,受其叔父数学家佐列姆·曼德博(SzolemMandelbrojt,1899~1983)的影响较大,从小就热爱数学。这位佐列姆也就是后来影响国际数学界几十年的法国数学团体“布尔巴基学派”的建立者之一。

“分形几何之父”本华·曼德博(Mandelbrot,1924.11.20-2010.10.14)2010年10月14日因胰腺癌在马萨诸塞州剑桥的临终病人安养所逝世,享年85岁。

曼德博的研究范围广泛,从数学物理到金融数学,但他最大的成就则是创立了分形几何。他创造了“分形”这个名词,并且描述了曼德博集合

曼德博集(上)及视频演示(下)

本华•曼德博,拥有波兰、法国和美国的三重国籍的数学家,1899年出生于波兰。幼年时或许因为其叔父的关系先是移居巴黎,后大半生定居于在美国。

在他的生涯中,受其叔父数学家佐列姆·曼德博(SzolemMandelbrojt,1899~1983)的影响较大,从小就热爱数学。这位佐列姆也就是后来影响国际数学界几十年的法国数学团体“布尔巴基学派”的建立者之一。

1935年,布尔巴基第一次会议在Besse-en-Chandessen召开。

坐着的最右边者正是佐列姆·曼德博

1944年曼德博集合,曼德博以班级第一名的身份通过了法国著名的“高等师范学院”和“综合工科学校”的入学考试。但曼德博显然很不喜欢布尔巴基学派逻辑的结构式的观点,比较起代数、分析,他的几何直觉更好,而叔叔佐列姆则认为几何已成过去式,对数学研究没有多大价值。这个冲突最终导致曼德博在高等师范学校这个布尔巴基学派的大本营念了没几天,就转到了综合工科学校。十年后,又独自去了美国,因机缘成为IBM沃森研究中心物理部研究人员,供职IBM公司长达35年,最后成为该公司的荣誉研究员。

作为一名犹太人,在二战期间曼德博集合,只能四处漂泊,早期不可能接受任何正规的学校教育。但正因此,给了他自学各种知识的机会,“最终居然获得了极大的独立性和自信心”,并成为兴趣广泛、博学多才的数学家,“在哈佛教过经济学,在耶鲁教过工程学,在爱因斯坦医学院教过生理……”,这样的人生经历甚至连他自己都“怀疑自己是否存在。这些集合的交集肯定是空的。”

真是“塞翁失马焉知非福”!

在多种学科之间的游荡,使得他有机会开始接触到各种混沌现象下,而曼德博本能地希望找到这些可能潜藏的规律秩序。比如在收入与棉花价格的关系波动上,物理学中的布朗运动(被分子撞击的悬浮微粒做无规则运动的现象。云层运动模式,还有海岸线的长度等等,这些随机分布形成的细小集簇的自然模式.

布朗运动

孟智超微博集合_曼德博集合_欧美头像集合微博

云层运动

正如曼德博所说的“天上的云不是球形,地上的山不是圆锥形,闪电也并不沿直线运行”,因此,不能再简单地运用欧几里得几何学中的直线或光滑曲线的拟合来处理,这最终促使曼德博创立了轰动科学界的分形理论——一种描述不规则复杂现象中的秩序和结构的新方法。

1967年,提出一个有趣的问题“英国的海岸线有多长?1975年,发表论文《分形、形态、机遇和维度》,第一次提出“分形”(fractal),意思是“碎片”,特性为“自相似”。

这,除了曼德博自身所具有的强大的几何直觉天赋因素外,还有与他曾受教于大数学家加斯顿·朱利亚(Gaston Julia)有关,后者曾创立一种特殊的集合——朱利亚集。而在美国IBM工作又为他提供了最先使用计算机图形功能创造和描述分形几何的便利。从而,今天我们能看到如此大量的分形艺术作品,而不是仅仅局限于一个严密的逻辑的数学概念。

欧美头像集合微博_孟智超微博集合_曼德博集合

朱利亚集

当然,一个新事物的产生,总是需要经历磨难的。上世纪六、七十年代,计算机本身还是奢侈品,虽然,IBM能提供大型计算机进行计算分形模式,但现在几秒钟就能解决的问题,在当时可是要花好几周才能计算。另外,在很长一段时间内,那些传统几何学家是不能接受这些怪异的曲线和理论的。直到各个领域的人们开始意识到曼德博的工作的重要性,才认可他的工作。包括入选美国艺术与科学院院士(1982)和美国国家科学院院士(1987),1993年获沃尔夫物理学奖等等。

附:这是数学奇才曼德博生前最后一次公开演讲——TED2010,这次演讲开展了一个早在1984年的TED上他所讨论过的主题——粗糙的极端复杂性,以及分形数学可以从看起来无法认识的复杂图形中找到秩序。

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