¿Por qué los matemáticos estudian fractales? ¿Lo están haciendo los matemáticos solo por el bien de la investigación o se puede aplicar la investigación de los fractales a algo que nos beneficia?

En los detalles de la pregunta, usted pregunta si los matemáticos estudian fractales solo por el bien de la investigación. La respuesta a eso es sí.

Luego pregunta si se puede aplicar la investigación de fractales. La respuesta a eso también es sí.

Los matemáticos puros casi nunca se preocupan por cuáles serán las aplicaciones físicas de su trabajo, y diría que esa es más o menos la forma en que debería ser. Nunca sabe de antemano qué encontrará la aplicación y qué no; simplemente siga buscando, investigando patrones y conexiones, y de vez en cuando recibe sorpresas inesperadas.

La noción de dimensiones fractales —la dimensión de Hausdorff, para ser precisos— ciertamente ha encontrado aplicación dentro de las matemáticas . En el área de los empaques de esferas que estudio, una de las primeras cosas que debe hacer si desea obtener algunos resultados analíticos es estimar la dimensión de Hausdorff, y esto sorprendentemente le dice algo sobre el número de esferas que debe esperar en el empaque. de curvatura menor que algún parámetro arbitrario [matemáticas] X [/ matemáticas] (esto es el resultado de Hee Oh y mi asesor, Alex Kontorovich).

Sin embargo, los fractales también han encontrado un uso más inmediato en la tecnología. Muchas simulaciones por computadora son de naturaleza fractal: puede buscar paisajes fractales. Tampoco es raro que las antenas de radio tengan una forma vagamente fractal (ver antena fractal).

No estoy muy familiarizado con otras aplicaciones, pero Wikipedia parece dar una lista bastante considerable: fractales en tecnología.

Simplemente porque los fractales son cómo se construye nuestro universo. Los fractales son principios de diseño y secretos de la naturaleza. La naturaleza es el ingeniero más eficiente y astuto. No desperdicia energía ni materiales. Los fractales tienen propiedades que son excepcionalmente eficientes. Pueden crear objetos con perímetros o áreas de superficie que se aproximan al infinito, dentro de un espacio finito, mientras que casi no consumen volumen y utilizan la menor cantidad de materiales posible.

Desde la estructura ramificada de los árboles y las raíces en las plantas, los vasos sanguíneos en nuestro cuerpo, la estructura de nuestros pulmones, nuestro cerebro, los ritmos de nuestro corazón, los sistemas climáticos, la estructura de los arroyos y ríos, los patrones de dispersión de energía, las colecciones de energía eficientes. sistemas, antenas inalámbricas, diseños de construcción humana desde puentes y edificios como la torre Eiffel, hasta la estructura a gran escala de nuestra galaxia y el universo. Los fractales guardan los secretos del diseño eficiente.

Si queremos entender el universo y nuestro mundo y, en segundo lugar, aprovechar el poder de los principios de diseño de la naturaleza para nuestras propias aplicaciones, necesitamos estudiar y comprender los fractales.

Las matemáticas nos permiten hacer eso de una manera más profunda y significativa.

Ejemplos de fractales: –

Nuestra galaxia

Una antena espiral logarítmica … que se ve curiosamente igual. Casi así podría ser lo que hace nuestra galaxia: recolectar energía.

El sistema circulatorio humano.

Más antenas inalámbricas

Estructura del universo a gran escala

Neuronas del cerebro humano

Los fractales tienen que ver con varios órganos (p. Ej. Pulmón), porosidad, distribuciones astrofísicas de polvo, transición de propiedades materiales y muchos fenómenos. Y con sistemas caóticos también.