Що таке фрактали та чому нам потрібні випадково створені малюнки?
Фрактал - це складна геометрична фігура або візерунок, який нескінченно повторюється як при зменшенні, так і при збільшенні масштабу.
Для прикладу роздивимося декілька з найвідоміших фракталів:
Множина Мандельброта
Множина Мандельброта — це множина комплексних чисел C, для яких послідовність zn не розбігається до нескінченності, коли n наближається до нескінченності. Вона визначається ітерацією певної математичної функції на комплексних числах. Формула для створення множини Мандельброта виглядає наступним чином:
Множина Мандельброта, створена за допомогою мови програмування Python.
Множину Мандельброта можна пояснити так: вона схожа на карту, яка показує нам, які точки (представлені спеціальним числом C) змушують числа залишатися маленькими, а які роблять числа шалено великими.
Стохастичні фрактали
Стохастичні фрактали (також відомі як випадкові фрактали) – вид фракталів, які не залежать цілком від математичних формул. Замість них, стохастичні фрактали створюються за допомогою використання різних методів, (таких як “Заміщення середньої точки”, завдяки якому і були створені фрактали, показані вище), які застосовують елементи випадковості, або ймовірності.
Фрактальна симетрія
Отже, повернемося до початкового питання: що таке фрактальна симетрія?
Фрактальна симетрія відноситься до типу симетрії фрактальних моделей. Симетрія загалом відноситься до збалансованого розташування елементів, а в контексті фракталів вона передбачає самовідтворення або самоподібність у різних масштабах.
Множина Мандельброта, показана вище, є класичним прикладом фрактала з самоподібністю. Загальна форма множини Мандельброта повторюється в різних масштабах під час збільшення, відкриваючи складні та детальні візерунки, які нагадують більшу структуру. Подивитися на це можна тут.
Важливо розуміти, що фрактальна симетрія та традиційна геометрична симетрія є абсолютно різними. Фрактальна симетрія передбачає повторення подібних структур на різних рівнях збільшення, створюючи складні та візуально привабливі візерунки, а традиційна симетрія, така як дзеркальна симетрія або симетрія обертання, передбачає повторення ідентичних форм або візерунків.
Фрактальна семетрія в мистецтві
Як то кажуть, є три речі, на які б дивився вічно: як тече вода, як горить вогонь та… як танцює математика ;-)
У нашому випадку танцює вона брейкінг!
А чи знаєте ви, що брейкінг (він же — брейкданс — той самий танець урбаністичних нетрів) стає новим олімпійським видом спорту — він дебютує на Іграх 2024 року в Парижі. Але це не головне…
В олімпійській команді України з цього виду спорту (хоча ми вважаємо це справжнім мистецтвом) вже два роки танцює BBoyJumper — він же анґстремер Матвій Назаров. Поки що він входить до резервної хлопчачої команди, яка за віком не буде танцювати безпосередньо на Олімпіаді. Але це теж дуже висока планка з усіма витікаючими наслідками.
Головний наслідок для нашого проєкту — це те, як мистецтво брейкінгу ідеально демонструє приклади гвинтової та спіральної симетрії не тільки у трьох вимірах, а ще й у вимірі часу. Це така собі математика в динаміці, у русі. Те, що ми бачимо, можна сміливо назвати архітектурою, що ожила, або анімованим орнаментом.
А якщо ми візьмемо одну із танцювальних фраз із прикладом гвинтової та спіральної симетрії у якості окремого фракталу та трохи підшаманимо з ефектами відеомонтажу, то отримаємо три в одному:
фрактальне мистецтво, мистецтво танцю та мистецтво спорту.
Фрактальна семетрія в біології
Головка капусти Романеско (Brassica oleracea)