【附录11】陈勘凯:无限电阻网络问题的“自相似性”解法

分类: 2011年第四期 |
在《跨学科研究活动》辅导课上我学习了《分形与分维》,“自相似性”是分形的一个特征。当时刘老师向我们展示了具有自相似性的“姜饼人”,在我脑海里留下了深刻的印象。继而刘老师又举了两个自相似的“连分数”与“连根式”,要求我们求值。
乍看之下束手无策,但不难看出它们都具有自相似性:它们的一部分都与整体相似,设整体的值为x,则分别有
x =1+
x=
这样就不难解出原式的值。
当时见到这种解法,感到非常新鲜,没有想到最近有一道物理“难题”摆在了我的面前:
无限个阻值均为R的电阻按下图连接,问连接后的总电阻是多少?
A C
设A,B两点间电阻为X,则由自相似性,C,D两点间的电阻也是X。由并联电路欧姆定律,A,B两点的电阻X由
X-1 = R-1 + (2R+X)-1 -1 = R-1 + (2R+X)-1-1 = R-1 + (2R+X)-1
确定,于是 X = (√3 - 1) R. 3 - 1) R.3 - 1) R.
许多同学往往将学科隔裂开来,无视跨学科的思想方法,从这道物理题的解题思想可以认识到,知识的应用很难划出疆界,把知识划地为牢是要不得的。