V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Hausdorffovu dimenzi lze považovat určité zobecnění obvyklé (topologické)
dimenze, které lépe vystihuje chování složitých členitých útvarů, než dimenze topologická. Budeme-li obdobným způsobem měřit délku křivky, budeme
zjemňovat pokrytí, takže délka bude vyjádřena vztahem limε→0N(ε).2008 12:14:14]
. Normalizací jednotkovému objemu dostáváme pro dimenzi vztah, který můžeme považovat
za alternativní nezávislou metrickou definici dimenze tzv.10.(1/ε) délku úsečky můžeme spočítat
na základě počtu pokrytí N(ε).htm (20 25) [15.
Tato dimenze kvantifikuje, kolik kopií sebe sama, zmenšených vhodným faktorem, obsahuje daná
množina. Hausdorffovy-Kolmogorovovy
dimenze DH:
DH limε→0[ln N(ε)]/[ln(1/ε)] ,
kde N(ε) počet pokrytí měřeného útvaru měřítky (úsečkami) délky ε. Vztah pro stanovení Hausdorffovy dimenze pak
zjednoduší na:
DH ln(1/ε) ,
kde faktor změny stanovované délky, délka jednoho nově vzniklého dílku při rozdělení
původního útvaru faktorem změny měřítka 1/ε.ε.ε2.ε2.cz/Gravitace3-3. Pro obecný rovinný útvar jeho plochu L(2) lze
vyjádřit jako L(2) limε→0N(ε).
Podobnostní dimenze
Pro soběpodobné množiny lze vyslovit další alternativní definici dimenze dimenzi podobnostní. Logaritmováním odtud plyne
možnost vyjádřit dimenzi útvaru "objemu" L(D) pomocí vztahu limε→0[ln N(ε)]/[ln L(D)+ ln(1/
ε)]...
Spočítáme-li Hausdorffovu dimenzi pro libovolný hladký jednorozměrný útvar (úsečku křivku),
dostaneme DH= pro hladký plošný útvar dostaneme pro běžné trojrozměrné
geometrické útvary Pro geometricky hladké útvary obecně vždy platí Hausdorffova
dimenze rovna dimenzi topologické.: Geometrie topologie prostoro
objemu, obecně míry. Obecně pro D-rozměrný útvar vztah mezi jeho velikostí (mírou) L
(D) počtem pokrytí N(ε) měřítky délky L(D) limε→0N(ε).asučUllmann V.ε.εD. Pro složité členité útvary fraktaly však jejich
Hausdorffova dimenze vyšší než dimenze topologická dána zpravidla neceločíselnou
hodnotou.
Pokud útvar pravidelný, není nutno počítat limitu pro nekonečné zjemnění měřítka; stačí
porovnat, jakým výsledným faktorem změní stanovená délka vyšetřovaného útvaru při
zjemnění měřítka určitým daným faktorem. Uvažujme nejprve měření úsečky (dimenze D=1) celkové délce kterou
pokryjeme stejně dlouhými intrervaly ("měřítky") délky Počet intervalů N(ε), které pokrývají
celou úsečku, závisí délce intervalů podle vztahu N(ε) L. Jestliže zkoumaný objekt obsahuje kopií sama sebe, zmenšených faktory 1/ki (i=1,2,.
Fraktální dimenze kvantifikuje stupeň složitosti členitosti objektu tím, jak rychle roste jeho
měřená délka, obsah nebo objem závislosti velikosti měřítka kterým měříme (používá se
zobecněného Richardsonova efektu). Podobně případě
dimenze D=2 lze pokrýt plochu čtverce straně počtem N(ε) čtverců straně přičemž pro
celkovou plochu čtverce dostaneme L(2) N(ε).,N),
je podobnostní dimenze dána vztahem
http://astronuklfyzika
