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Geometria frattale

Immediatamente, Mandelbrot sapeva di essere su qualcosa. Vide indiscutibilmente strutture organiche nei dettagli di questa forma e pubblicò rapidamente le sue scoperte. Questa forma e struttura, più tardi conosciuta come insieme di Mandelbrot, era un esempio straordinariamente complesso e bello di un oggetto “frattale”, frattale è il nome coniato da Mandelbrot nel 1975 per descrivere tali modelli matematici ripetitivi o auto-simili. Ma non è stato fino al suo libro del 1982, La geometria frattale della natura, che Mandelbrot avrebbe ricevuto l’attenzione del pubblico e la legittimità diffusa. In questo libro, Mandelbrot ha evidenziato le molte occorrenze di oggetti frattali in natura. L’esempio più elementare che ha dato è stato un albero. Ogni divisione in un albero—dal tronco all’arto al ramo e così via—era notevolmente simile, ha osservato, ma con sottili differenze che fornivano dettagli crescenti, complessità e comprensione del funzionamento interno dell’albero nel suo complesso. Fedele alle sue radici accademiche, Mandelbrot andò oltre l’identificazione di queste istanze naturali e presentò le solide teorie matematiche e i principi su cui si basava la sua nuova “geometria frattale”.

Ciò che è emerso è stata una geometria del cosmo-uno che ha rotto tutte le leggi euclidee del mondo artificiale e rinviato alle proprietà del mondo naturale. Se si identificasse una struttura essenziale in natura, ha affermato Mandelbrot, i concetti della geometria frattale potrebbero essere applicati per comprendere le sue parti componenti e fare postulazioni su ciò che diventerà in futuro. Questo nuovo modo di vedere ciò che ci circonda, questa nuova percezione della realtà, da allora ha portato a una serie di notevoli scoperte sui mondi della natura e dell’uomo, e ha dimostrato che non sono così scollegati come si pensava una volta.

Prendi la biologia, per esempio. Modelli frattali sono apparsi in quasi tutti i processi fisiologici all’interno dei nostri corpi. Per secoli, si credeva che il cuore umano battesse in modo regolare e lineare, ma studi recenti hanno dimostrato che il vero ritmo di un cuore sano fluttua radicalmente in un modello tipicamente frattale. Il sangue è anche distribuito in tutto il corpo in modo frattale. I ricercatori di Toronto stanno usando l’imaging ad ultrasuoni per identificare le caratteristiche frattali dei flussi di sangue nei reni sani e malati. La speranza è di misurare le dimensioni frattali di questi flussi di sangue e utilizzare modelli matematici per rilevare le formazioni cellulari cancerose prima che mai. Nell’approccio frattale, i medici non avranno bisogno di immagini mediche più nitide o macchine più potenti per vedere queste minuscole strutture pre-cancerose. La matematica, piuttosto che i microscopi, fornirà la prima rilevazione.

Biologia e sanità sono solo alcune delle più recenti applicazioni della geometria frattale. Gli sviluppi derivanti dal set Mandelbrot sono stati diversi come le forme seducenti che genera. Le antenne basate su frattali che raccolgono la più ampia gamma di frequenze conosciute sono ora utilizzate in molti dispositivi wireless. I programmi di progettazione grafica e di editing delle immagini utilizzano frattali per creare paesaggi meravigliosamente complessi ed effetti speciali simili alla vita. E le analisi statistiche frattali delle foreste possono misurare e quantificare la quantità di anidride carbonica che il mondo può tranquillamente elaborare.

Oggi, abbiamo semplicemente scalfito la superficie di ciò che la geometria frattale può insegnarci. I modelli meteorologici, le variazioni dei prezzi del mercato azionario e gli ammassi di galassie hanno tutti dimostrato di essere frattali in natura, ma cosa faremo con questa intuizione? Dove ci porterà la tana del coniglio? Le possibilità, come il set Mandelbrot, sono infinite.

Benoit Mandelbrot era un intellettuale jack-of-all-trades. Mentre egli sarà sempre noto per la sua scoperta della geometria frattale, Mandelbrot dovrebbe anche essere riconosciuto per colmare il divario tra arte e matematica, e dimostrando che questi due mondi non si escludono a vicenda. Il suo approccio creativo al problem solving complesso ha ispirato coetanei, colleghi e studenti, e instillato in IBM una forte convinzione nel potere della prospettiva. Decenni dopo la sua scoperta del set Mandelbrot, la visualizzazione dei dati continua a fornire intuizioni fresche e inaspettate su alcuni dei problemi più difficili del mondo modificando la nostra prospettiva, sfidando i nostri preconcetti e rivelando connessioni precedentemente invisibili agli occhi.

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