Thursday, November 29, 2012

Fraktál



A világmindenség fraktál természetű, egyetlen fraktálkonstrukció. A fraktál lényege, hogy önhasonló, azaz a fraktál legapróbb alkotóeleme hasonló a nagyobb, még nagyobb és a legnagyobb egésszel. Az alkotókövek (elemek) viselkedése hasonló a nagy egész viselkedésével. Ahogy kicsiben, úgy nagyban. A világmindenség működése független a méretétől és tömegétől. A fraktáltermészet lényege, hogy a kicsiből fel lehet építeni a nagyot, ha ismerjük a fraktáltermészet szabályát.

Példa erre bármelyik növényi mag, mely méretben kicsi, de magában hordozza a nagy növény minden jellemzőjét. A kifejlett növény információja hasonló a magban hordozott információval, azonban a növény végleges megjelenése nagyban függ a környezettől (föld minősége és összetétele, víz, napfény, stb.). Jó adottságok mellett a növény sokkal nagyobb lesz, rosszabb körülmények között lényegesen satnyább, de teljesen hasonló, a mintázat minkét esetben hasonló, azaz felismerjük a növényt. Ehhez hasonló, mikor bármilyen hangszeren lejátszva a boci-bocit, mindenki felismeri azt, a (zenei) mintázata alapján.

Benoit Mandelbrot francia matematikus évtizedeken át a „véletlent” tanulmányozta és rájött, hogy semmi sem véletlen. Munkásságában kissé elmerülve megértjük, hogy matematikusi gondolkodása révén felfedezte, hogy a természetben bármilyen bonyolult folyamat egyszerűen leírható, és a természet „alkotja” meg ezeket az egyszerű szabályokat. A kozmoszban kevés számú, de egyértelmű szabály érvényes, a rendszer jó átlátható, ezért rend van. Ellentétben a mai világunkkal, ahogy végtelen számú szabály, törvény létezik, ezek sokszor egymásnak ellentmondóak és nem létezik olyan ember, aki az egészet átlátná (a táblázatkezelő szoftverek úgy hívnák, hogy körkörös hivatkozás). Ez nem is csoda, hiszen mindenki csak egy kis rész alkotásában, vagy megértésében vesz részt. Olyan ez, mint amikor egy multinacionális cég pályázati anyagot készít és minden fejezetet más és más osztály alkot, aztán az egészet összemásolják egy 300 oldalas anyaggá. Ha venné valaki a fáradtságot, hogy egybeolvassa az egészet, kiderülne, mennyire nem illeszkednek egymáshoz a fejezetek, sőt sokszor egymásnak ellentmondanak.

Igazán érthetővé a fraktál típusú működés akkor vált, mikor a biofizikai kutatók rájöttek, hogy az élet fraktál természetű, ahol a fraktál nem más, mint egy tömörítési eljárás. Ha megismerjük az algoritmust, akkor mi magunk is építkezhetünk, kicsiből nagyot, vagy nagyban megtaláljuk a kicsit. Fraktálszerű az emberi érhálózat, baktériumtelepek növekedése, vagy a körülöttünk élő növények levele és erezete, a fák lombja, folyók, felhők, tengerpartok, bolygók felszíne, stb. Számunkra az eddig legkisebb helyen, az emberi DNS-ben is felfedezték a fraktál természetet, ugyanúgy, mint a galaxisok elhelyezkedésében, a kozmoszban.

A fraktál elvet használó informatika ma már mindenhol jelen van. A virtuális világok létrehozásakor például játékok, modellező szoftverek esetén megszólalásig természetes látványt tudnak létrehozni, ami nem is csoda, mert a való világ is fraktál természetű, azaz a való és a virtuális világ teljesen hasonló módon épül fel.
Szintén informatikai alkalmazás a fraktál elven működő tömörítési eljárások sokasága, úgy tűnik így lehet a leggazdaságosabban tárolni például képi információkat. Ilyenkor a képet lebontjuk néhány alap összetevőre egy farktál elven működő algoritmussal, majd amikor szükséges, újra felépítjük. Ilyenkor a kép nem lesz egy az egyben ugyanaz, de gyakorlatilag ez emberi szemet ez nem zavarja, mert olyan információk tűnnek el, amiket gyakorlatilag sokszor nem is látunk (veszteséges tömörítés).

Forras: tudasbazis.hu

No comments:

Post a Comment