Πέμπτη 30 Δεκεμβρίου 2010

▪ Από το χάος στην τάξη

Το τρίγωνο του Sierpinski είναι ένα fractal που ανακαλύφτηκε από τον Wacław Sierpiński το 1915 .
Ένα ισόπλευρο τρίγωνο (Σχ.1) το υποδιαιρούμε σε τέσσερα ίσα ισόπλευρα τρίγωνα (Σχ.2) και αφαιρούμε το μεσαίο λευκό τρίγωνο .         
Σχήμα 1                                     Σχήμα 2

 Στη συνέχεια εφαρμόζουμε το ίδιο σε κάθε ένα από τα τρία ισόπλευρα τρίγωνα που έχουμε και προκύπτουν 9 μικρότερα ισόπλευρα τρίγωνα (Σχ.3) .  
Εφαρμόζουμε το ίδιο στα 9 ισόπλευρα τρίγωνα που έχουμε και προκύπτουν 27 μικρότερα ισόπλευρα τρίγωνα (Σχ.4) .
Σχήμα 3                       Σχήμα 4
 Εφαρμόζουμε το ίδιο στα 27 ισόπλευρα τρίγωνα που έχουμε και προκύπτουν 81 μικρότερα ισόπλευρα τρίγωνα (Σχ.5) . 

Σχήμα 5  
Παρατηρούμε ότι όσο επαναλαμβάνουμε αυτή τη διαδικασία κάθε τρίγωνο που δημιουργείται είναι ακριβώς το ίδιο σύνολο Sierpinski και άρα είναι το ίδιο με το όλον. Η ιδιότητα της αυτο – ομοιότητας σε όλο της το μεγαλείο .Εύκολα μπορεί κάποιος να οδηγηθεί στο συμπέρασμα ότι αυτό το πράγματι εντυπωσιακό fractal είναι αποτέλεσμα της μεγάλης τάξης και οργάνωσης  που είχαμε καθ΄ όλη τη διάρκεια της κατασκευής του . Λάθος συμπέρασμα .
Για να δούμε το παρακάτω παιχνίδι , το οποίο ονομάζεται παιχνίδι του χάους .

Σε ένα χαρτί κατασκευάζουμε ένα ισόπλευρο τρίγωνο ΑΒC , όπως στο παρακάτω σχήμα .

 Έστω Σ ένα τυχαίο σημείο του χαρτιού .
Ορίζουμε το σημείο Σ1 ως εξής :

Ρίχνουμε ένα ζάρι και αν

 • φέρουμε άσσο (1) ή δύο (2) , τότε ως σημείο Σ1 ορίζουμε το μέσο του  ευθυγράμμου τμήματος ΣΑ . 
 • φέρουμε τρία (3) ή τέσσερα (4) , τότε ως σημείο Σ1ορίζουμε το μέσο του  ευθυγράμμου τμήματος ΣΒ . 
 • φέρουμε πέντε (5) ή έξι (6) , τότε ως σημείο Σ1 ορίζουμε το μέσο του ευθυγράμμου τμήματος ΣΓ . 
Στη συνέχεια ξαναρίχνουμε το ζάρι και ορίζουμε το σημείο Σ, ως εξής :
 • φέρουμε άσσο (1) ή δύο (2) , τότε ως σημείο Σ2 ορίζουμε το μέσο του  ευθυγράμμου τμήματος Σ1Α . 
 • φέρουμε τρία (3) ή τέσσερα (4) , τότε ως σημείο Σ2ορίζουμε το μέσο του ευθυγράμμου τμήματος Σ1Β . 
 • φέρουμε πέντε (5) ή έξι (6) , τότε ως σημείο Σ2 ορίζουμε το μέσο του  ευθυγράμμου τμήματος Σ1Γ . 
Συνεχίζουμε έτσι τη διαδικασία και έτσι ορίζουμε διαδοχικά τα σημεία
Σ ,Σ1234 ,…,Σn , …..
Στη κατασκευή του τριγώνου Sierpinski είχαμε την απόλυτη τάξη εδώ λόγω του ζαριού το απόλυτο τυχαίο .
Τι μπορεί να περιμένει κανείς για τη θέση αυτών των σημείων ;
Για να δούμε .
Μετά από 30 ρίψεις του ζαριού σημειώθηκαν τα εξής σημεία Σ1 2, …, Σ30 :                       
Δεν παρατηρούμε κάτι ιδιαίτερο , όσον αφορά το πώς είναι κατανεμημένα τα σημεία στο χαρτί .
Μετά από 100 ρίψεις του ζαριού σημειώθηκαν τα εξής σημεία Σ1 2, …, Σ100
Μετά από 400 ρίψεις του ζαριού αρχίζει να διαφαίνεται μια κανονικότητα των σημείων Σ1,…,Σ30,…,Σ100,…,Σ400 :


Και μετά από 30000 ρίψεις του ζαριού καταγράφεται από τα σημεία Σ1,…,Σ30,…,Σ100,…,Σ400,…,Σ30000 απόλυτα καθαρά , όχι ένα τυχαίο σύνολο  σημείων όπως θα περίμενε κανείς , αλλά το fractal του Sierpinski 
Από το χάος στην τάξη !!

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου