Fractales

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Fractales

  1. 1. Soñar soñándose (Primera parte)María del Consuelo Valle Espinosa
  2. 2. Nuestro mundo estáconstituido pormontañas, costas, mares,nubes, plantas, animales,etc.; sin duda alguna es elreino de la forma quesobrepasan con mucho elnúmero de cuerposregulares con los que elhombre se haobsesionado desde elinicio de los tiempos.
  3. 3. Las figuras comunes de la geometría clásica o euclidianano son las más adecuadas para generar formascomplejas como la hoja de un helecho o el perfil de unamontaña. Su limitación se debe a que tienden a perdersu estructura cuando son ampliadas; un arco de círculose transforma poco a poco en una recta; la superficie deuna esfera se hace cada vez más plana.
  4. 4. • Esto no es precisamente lo que sucede con las formas naturales; por ejemplo, la superficie rugosa de una roca mantiene prácticamente la misma complejidad a varios niveles de amplificación con el microscopio. Si analizamos una parte de la roca, y dentro de ella otra más pequeña, y así sucesivamente, no por ello nos parecerá cada vez más lisa.
  5. 5. • "las nubes no son esferas, las montañas no son conos, las costas no son círculos, como la corteza de un árbol no es plana ni un rayo viaja en línea recta... La naturaleza no solamente exhibe un grado mayor sino también un nivel diferente de complejidad" (Mandelbrot, 1984).
  6. 6. • Empeñarse en reproducir con todo detalle un paisaje boscoso utilizando tan sólo elementos de la geometría clásica (círculos, triángulos, esferas, etc.) es una tarea ardua y muchas veces improductiva. Cuando se está interesado en descubrir cómo surgieron las formas y estructuras tan diversas y complejas que encontramos en la naturaleza, uno se pregunta si no habrá otras maneras de representarlas.
  7. 7. • De la misma manera que con la roca, podríamos fijar la atención en el ramaje de un arbusto: de una rama salen muchas ramas y en cada una de ellas se repite el mismo esquema. La ampliación de una parte del original es muy similar al original mismo.
  8. 8. • Si así son las cosas, ¿por qué no imaginar objetos geométricos que posean la misma propiedad pero llevada al extremo? Cuerpos que mantengan prácticamente la misma estructura en cada parte, así como en las partes de todas sus partes.
  9. 9. • En estas condiciones, al ampliarlos el esquema se conserva o quizá no se conserven exactamente iguales. Puede darse el caso que su ampliación resulta ser una versión distorsionada del original pero el esquema básico permanecerá, independientemente de cuántas veces se amplíen.
  10. 10. • Es claro que tales objetos son más complicados que un círculo, un cono o una esfera; sin embargo, podemos servirnos de ellos para simplificar nuestros intentos de reproducir la realidad. Basta hacer a un lado la dificultad de la figura y buscar la facilidad en el método de trabajo; quizá así descubramos que detrás del nacimiento o la formación de un cuerpo complejo no necesariamente se esconde un mecanismo muy elaborado.
  11. 11. FractalesUn modo nuevo de medir las cosas
  12. 12. Benoit Mandelbrot• Matemático francés de origen polaco. Nieto del eminente matemático Szolem Mandelbrot, su familia emigró a Francia en 1936. Su tío se encargó personalmente de su educación y lo orientó hacia los trabajos de G. Julia sobre las iteraciones sobre el plano complejo.
  13. 13. • La educación de Benoit fue irregular por su mente tercamente visual, cuando se presentó a los exámenes de ingreso a la Escuela Politécnica de Francia tenia problemas con el álgebra pero logro obtener excelentes notas traduciendo mentalmente las preguntas a imágenes. Frustrado por la matemática abstracta cultivo una fascinación por la irregularidad geométrica (o mejor dicho no geométrica) del mundo que lo rodeaba.
  14. 14. • Empezó a imaginar sistemas que no puedan ser descriptos con exactitud por la matemática existente.• Sistemas donde la repetición de detalles en escales descendientes y que resultan imposibles de describir mediante la geometría clásica.• Objetos que en sus detalles se repiten a sí mismos, siguiendo una idea semejante a la plasmada en las famosas muñecas de los artesanos rusos.
  15. 15. • Su visión lo llevó a hacerse una pregunta que para la mayoría de nosotros puede resultar obvia y hasta para muchos otros ser tonta o en el mejor de los casos sin sentido. Su famosa pregunta fue: ¿Cuánto mide realmente la costa de Inglaterra?
  16. 16. • 1.Si medimos las costas de Inglaterra desde un satélite, vamos a ver que sus bordes son suaves, armónicos, con líneas casi rectas y ángulos prácticamente redondeados.• 2.Probemos ahora medir la misma distancia, pero desde un avión que vuela mucho más bajo que el satélite. Qué pasa en este caso? Ahora que vemos las cosas con más detalle por estar más próximos, nos damos cuenta que los bordes no eran en realidad tan suaves como se había observado anteriormente, sino que notamos muchas más rugosidades.• 3.Imaginemos por último un tercer punto de partida, algo extremista, pero vale. Esta vez no estamos ni en un satélite, ni en el avión; esta vez nos encontramos parados sobre la misma costa de Inglaterra con una regla como la que usábamos en la escuela, y nos ponemos a medir roca por roca, rugosidad por rugosidad, detalle por detalle.
  17. 17. • Una longitud sin rigurosidades es menos extensa que una totalmente irregular, entonces podemos asegurar que los resultados de las 3 mediciones serán en todos los casos diferentes, y el de mayor extensión será el tercer caso, ya que es en el cual nos topamos con más detalles, a los cuales hubo que medir uno por uno. En realidad el resultado de este último caso se acercaría a infinito en el marco teórico.
  18. 18. ¿De qué dependerán nuestras mediciones?• Justamente de la escala que utilicemos para medirlas, y no es para nada una casualidad que estas deducciones se desprendan de los mismos patrones que encontró Mandelbrot en sus estudios sobre flujo electrónico, recordemos: ”jerarquías de fluctuaciones en todas las escalas”.
  19. 19. • Esas escalas como Mandelbrot reconoció poseían un patrón, y ese patrón las relacionaba diciendo que si bien no eran iguales a diferentes escalas, si lo eran de manera estadísticamente similar, y ésta es una de las características principales de los fractales.
  20. 20. • El físico teórico John Wheeler declara que en el pasado la gente no se podía considerar científicamente educada a menos que comprendiera la entropía. En el futuro “uno será científicamente analfabeto si no está familiarizado con los fractales”

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