BUTCHI

Fractal là một thuật ngữ
do nhà Toán học Mandelbrot đưa ra khi ông khảo sát những hình hoặc
những hiện tượng trong thiên nhiên không có đặc trưng về độ dài.
Mandelbrot là nhà toán học vĩ đại của thế kỷ 20. Ông nó rằng: “Các đám
mây không phải là hình cầu, các ngọn núi không phải là hình nón”. Theo
ông, Fractal là chỉ những đối tượng hình học có hình dáng ghồ ghề, không
trơn nhẵn trong thiên nhiên. Cụ thể hơn đó là những vật thể có tính đối
xứng sắp xếp trong một phạm vi nhất định, có nghĩa là khi ta chia một
vật thể fractal, với hình dáng ghồ ghề, gãy góc ra thành những phần nhỏ
thì nó vẫn có được đặc tính đối xứng trong một cấu trúc tưởng như hỗn
đoạn. Hình dáng các đám mây, đường đi của các tia chớp là những ví dụ mà
ta dễ nhìn thấy được.

Fractal tự nhiên của một đám mây xoắn

Rất nhiều người, khi có dịp làm quen với hình học fractal đã nhanh chóng thích thú có khi đến say mê, bởi nhiều lý do: Một là,
hình học fractal ra đời và phát triển với nhiều ý tưởng mới lạ, độc
đáo, gợi cho ta một cách nhìn thiên nhiên khác với cách nhìn quá quen
thuộc do hình học Euclid đưa lại từ mấy nghìn năm nay. Hai là, hình học fractal thường được xây dựng với quy tắc khá đơn giản, nhưng đưa đến những hình ảnh rất lạ mắt, rất đẹp. Ba là,
hình học fractal có nhiều ứng dụng phong phú, đa dạng, có khi rất bất
ngờ vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau, từ các ngành xây dựng, khai thác
dầu khí, chế tạo dụng cụ chính xác… đến sinh lý học, ngôn ngữ học, âm
nhạc. Bốn là, hình học fractal là một ngành toán học
cao cấp, hiện đại nhưng một số ý tưởng của nó, một số kết quả đơn giản
của nó có thể trình bày thích hợp cho đông đảo người đọc.

Fractal tự nhiên của một dòng sông

Hình học Euclid được giới thiệu ở trường
trung học với việc khảo sát các hình đa giác, hình tròn, hình đa
diện, hình cầu, hình nón… Hơn hai nghìn năm qua hình học Euclid đã có
tác dụng to lớn đối với nền văn minh nhân loại, từ việc đo đạc ruộng đất
đến vẽ đồ án xây dựng nhà cửa, chế tạo vật dụng và máy móc, từ việc mô
tả quỹ đạo của các hành tinh trong hệ mặt trời đến mô tả cấu trúc
của nguyên tử. Tuy nhiên, qua hình học Euclid ta nhìn mọi vật dưới dạng
“đều đặn”, ”trơn nhẵn”. Với những hình dạng trong hình học Euclid ta
không thể hình dung và mô tả được nhiều vật thể rất quen thuộc xung
quanh như quả núi, bờ biển, đám mây, nhiều bộ phận trong cơ thể như mạch
máu… là những vật cụ thể cực kỳ không đều đặn không trơn nhẵn mà rất xù
xì, gồ ghề. Một ví dụ đơn giản: bờ biển đảo Phú Quốc dài bao nhiêu ? Ta
không thể có được câu trả lời. Nếu dùng cách đo hình học quen thuộc dù
thước đo có nhỏ bao nhiêu đi nữa ta cũng đã bỏ qua những lồi lõm giữa
hai đầu của thước đo ấy, nhất là chỗ bờ đá nhấp nhô. Và với thước đo
càng nhỏ ta có chiều dài càng lớn và có thể là… vô cùng lớn.
Một số dạng hình học Fractal tuyệt đẹp trong tự nhiên

Fractal tự nhiên của gân lá

Fractal tự nhiên của một bông tuyết

Cách vẽ Fractal của một bông tuyết

Fractal tự nhiên của những ngọn núi

Fractal tự nhiên của tia sét

Fractal của đuôi con công

Fractal Vỏ ốc

Fractal bờ biển

Fractal tự nhiên của bông hướng dương

Fractal thiên hà xoáy ốc

Fractal cây sen đá

?