四维朱利亚集合的简单解释

朱利亚集合(茹利亚集合)是一些点的集合,这些点都是复平面上的点,它们能够形成美丽的分形图样。

朱利亚集合的英文名称为Julia set,是由法国数学家加斯顿·朱利亚(Gaston Julia)发现的。

四维的朱利亚集合长这样:

四维朱利亚集合(Julia set)

四维朱利亚集合(Julia set)

四维朱利亚集合(Julia set)

四维朱利亚集合(Julia set)

视频:分形:四维朱利亚集

为了解释它为什么叫四维的朱利亚集合,我们先来看看二维的情况。

一般我们见到的朱利亚集如下图:

二维朱利亚集合

二维朱利亚集合

它是由下面这个式子迭代得到的:

其中z和c都是复数。

先选定一个c,在迭代过程中,这个c是不变的。

然后再选一个z0,代入式子进行迭代运算之后会得到一个数列:z1,z2,z3,z4……

zn的值可能会越来越大,也可能不会继续增大,无论迭代多少次,都小于某一个值。

使zn越来越大的z0,就不是朱利亚集合里的点;

使zn在某一个范围内的z0,就是朱利亚集合里的点。

这里提到的点都是在一个复平面上的点,z和c都是复数,即:a+bi。

这是二维的情况,那么四维又是怎样的呢?

我们先来做个简单的思考:

一维的情况,想象一条数轴,数轴上的一个点我们只需用一个数x来表示。

二维的情况,想象纸面上的一个点,我们需要两个坐标来表示,即x和y。

三维的情况,想象空间里的一个点,我们需要三个坐标来表示,即x、y和z。

那么四维的情况呢?表示四维空间里的一个点,我们也是需要四个数来表示,即x、y、z和w。

而对于复数也一样,二维的复数是a+bi,那么,四维的复数应该就是这样的形式:

让z0=a+bi+cj+dk,然后代入原先那个式子进行迭代,我们就得到一个四维朱利亚集合。

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