人类对于自然界的研究是从复杂到简单开始的,通过直观感受,猜测出一种自然界潜在的规律,然后,通过实验的手段不断的验证规律,得到某种自然法则。这种方式,是20世纪以前人类采用的科学研究方法,但是,在混沌现象发现之后,整个自然科学的基础出现动摇。
自然界,从来都不是规则的完美形状,并不是像我们研究的几何那样规整。你绝对不可能找到任何一条绝对的直线,也不会找到一个绝对的直角。人类的抽象,面对的现实是极度复杂和混乱,这个现实是很残酷的。这就需要解决一个问题:复杂性的源头,从数学上的解释到底是什么。
庞加莱对三体引力现象的数学分析,是最早引发关于混沌现象的数学思考。图灵,是在生物学领域应用混沌原理进行数学分析的第一人。人们突然发现,整个宇宙,包括人体,其实都是建立在极其简单、确定的数学原则基础上,通过很简单的数学演变成极其复杂的混沌系统,这个发现是非常震撼的。原来我们这个世界,其源头并不复杂,甚至,是极其简单。但是,这种简单,自组织成极度复杂。从复杂的结果,反向回朔源头的简单,这是做不到的。但是,我们很清楚从简单,通过自组织可以形成复杂。
分形,是洛伦兹发现的一个数学分支。他发现复杂的几何形状,其实是从很简单的几何形状通过自组织形成的。自然界任何极度复杂的几何形状,都可以从简单形状自组织形成,这就解释了整个大自然的运行法则。
比如说,一棵树,树杈分支是分形基础,在这个基础上,树根、树干、树枝,都遵循极其简单的分叉模式进行分形扩张,形成形态各异的形状。这个结构的基础来自于分叉,在自行组织的原则下,通过外界的化学信号刺激影响出形态各异的结构。分叉的基础几何和外界的化学刺激,这两个因素是导致结构形成的根本原因,这就将全世界所有树木的结构形成原理彻底理清了。
分形几何的发展,引入到人体,一下子就异常清晰的看到人体结构的混沌特点。
人脑,是螺旋形自组织混沌系统结果。在固定的体积内,形成最大优化的脑皮层表面积,在螺旋形自组织的基础上,形成分形维数超过2.7的结构,这就是大脑。这个进化结构太牛逼了,在外界的固定条件限制下,内部自组织不断完善结构,最终形成完美大脑。
肺部,是分叉形成气管,为了在固定体积内形成尽可能多气管,形成分形维数2.9的结构。平面和球面的维数是2维,长宽高是3维,2.9维几乎就是3维,可见人体进化肺部已经到极限的争取空间。
动脉血管结构,也是分叉形状,分形维数超过2.7。
无论我们的人体器官结构有多复杂,在生产这种器官的时候,需要的只是一个简单的数学自反馈公式,外加一个外界催化进程的化学环境,细胞的自行分裂和分裂后的自组织,就会自动形成混沌系统的结果:器官和身体。这就是生命形成的数学原理。
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