北大刘华杰教授科学与艺术(北理工2011).ppt

姜虹拍摄的“兰花螳螂” 老虎须（Tacca chantrieri），蒟蒻薯科 姜虹 拍摄 罂粟科 黄堇 刻叶紫堇 蓝刺头菊科 小结： 科学与艺术都在进化，在适应中创新。 我们应当不断发现大自然的美丽， 敬畏大自然， 向大自然学习！ 祝大家对科学、对艺术有越来越好的感觉！ 刘华杰 北京大学哲学系，北京大学科学传播中心 北京大学科学史与科学哲学研究中心 antiscience@ /flora * * * * 从缩小的方向看测度维数 分形体的构造1：谢氏三角 分形体的构造2：谢氏垫 分形体的构造3：柯赫 分形体的构造4：皮亚诺 分形体的构造5：希尔伯特 分形体的构造6：丢勒 分形体具有一种对称性 自相似是尺度(标度)变换下的一种不变性，是一种对称性。参照： 与空间平移不变性对应的是动量守恒定律； 与时间平移不变性对应的是能量守恒定律； 与转动变换不变性对应的是角动量守恒； 与空间反射（镜像）操作不变性对应的是宇称守恒。 在弱相互作用中，“宇称”不守恒，自然界在C或P下不是对称的，在CP下也不是对称的，但却是CPT对称的。 其中，C表示电荷变号操作，P表示镜像反射操作，如人照镜子，T表示时间反演操作。 分形作为艺术 它是艺术吗？什么是艺术？ 主体思想投射，创造； 人对自然的关照； 它是稀缺的吗？ 计算机艺术与分形艺术 分形图形艺术； 分形音乐 广义博物学。 请看一些分形图片 分形图形艺术 《分形艺术》(北大校园网络版) 分形图形计算演示(可执行软件) 因特网上自由分形软件 苑玉峰分形艺术网站 分形频道 Cover 分形封面 分形广告(佳木斯) lady Mandelbrot Set 分形艺术读物 分形读物 自相似作为对称性的一种，是科学地或者哲学地把握世界的一种范式、工具。 自相似是一种自组织的生成模式。 严格的自相似只在数学中存在，大自然中的自相似都是近似的。 分形可以成为一种艺术。 警告：分形理论不是万能的，甚至不是最普遍的，它只是一种方法或规则。 非线性研究中的图形 James Jorke 1975年12月《美国数学月刊》 “周期三则浑沌”，经典论文 Lorenz方程数值积分（龙格-库塔法） 上田吸引子（Y. Ueda Attractor)：三维流的一个二维截面(庞加莱截面) 八、自然神学、环境伦理、自然美学 前面更多地提到科学创新中展现出的艺术，另外一个方面，科学发展提供了展现美的工具。 例1：Photoshop，美术与科学结合的典范，工具。 例2：望远镜，显微镜，电镜，CT， fMRI。 例3：摄影、摄像。 科学和艺术不要遗忘大自然！ “自然神学”的高度 如何看待科学和美？自然哲学与神学。 大自然是亿万年进化、适应的结果，“上帝”的作品。 John Ray，牛顿，佩利，缪尔。 仿生学：大自然为设计不断提供启示。 环境伦理、自然美学、博物学。 冰裂 云从东北上空飞机上的窗口向下看 云 从黑龙江江面上看 鸡冠花 绿菜花 白菜花A 白菜花B 树叶 2、人工物中的自相似现象 俄罗斯套娃娃 伯力木雕 凯尔特装饰艺术 千手佛 埃舍尔的版画 计算机图形 娃娃 伯力一家饭店中的木雕 凯尔特(Celtic)装饰艺术 Celtic_2 上海龙华寺千手佛 埃舍尔的版画：圆极限IV 计算机图形中的自相似 中国古代的自相似思想 月印万川 华严宗：狮子 理学：理一分殊 分念成形 月印万川 玄觉《永嘉证道歌》 一性圆通一切性， 一法遍含一切法。 一月普现一切月， 一切水月一月摄。 华严宗：狮子 [唐]康法藏《华严金师子章》 现象界中每一事物都是本体的完整体现： “师子眼耳支节，一一毛处，各有金师子；一一毛处师子，同时顿入一毛中。一一毛中，皆有无尽师子；又复一一毛，带此无尽师子，还入一毛中。如是重重无尽，犹天帝网珠，名因陀罗境界门。” 注：师=狮 理一分殊1 宋明理学 “理”=“理念”=“整体”=“一”=“太极” “殊”=“万物”=“部分”=“多”=“具体” ［宋］朱熹(1130-1200)： “万物之理实为一理，一理之实而万物分之以为体，故万物之中有一太极。” 理一分殊2 ［明］罗钦顺(1465-1547)： “盖一物之生，受气之初，其理惟一；成形之后，其分则殊。其分之殊，莫非自然之理，其理之一，常在分殊之中，此所以为性命之妙也。” 分念成形 《性命圭旨》 分念成形窥色相， 共灵显迹化虚无。 出有入无成妙道， 分形露体共真源。 4、分形作为现代科学概念 提要： 先驱者，分形概念 海岸线有多长 整数维到分数维 数学实例 若干应用 分形先驱者 Cantor, Hilbert,