徐昊
摘 要:本文從《紅樓夢》、自相似、分形、克隆等談起,以一個常見問題為基礎(chǔ),提出進(jìn)一步的問題,并將其推廣為更一般的結(jié)論,通過不動點方法與復(fù)數(shù)理論將此類問題徹底解決。最后進(jìn)一步介紹了此類問題的根本——布勞爾不動點原理,并介紹了其在生活及數(shù)學(xué)中的有趣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:自相似;函數(shù)迭代;遞推數(shù)列;布勞爾不動點原理
《紅樓夢》的第一句話是什么?很多熟讀紅樓夢的人卻未必能回答出來。正確答案是“此本書第一回也”。
此話初看平淡無奇,但是仔細(xì)品味下來,似乎頗有些內(nèi)涵。這句話的最大特點是它描述了自身,這種句子一般稱為自描述語句,類似的漢語句子還有“三字經(jīng)”“四字天書”等,英語類的自描述句子也很多,例如,“This sentence contains thirty six letters.”
自描述語句中最經(jīng)典非“撒謊者悖論”莫屬——“我在撒謊!”這句話沒法判斷對錯。以前這類問題一直只是作為文字游戲和邏輯問題,直到20世紀(jì)初“羅素悖論”的提出以及哥德爾不完備性的證明后才被數(shù)學(xué)界和邏輯界廣泛關(guān)注。
其實這種自包含性在實際生活中有著重要的應(yīng)用,首先在分形幾何上,自相似性是分形的本質(zhì)特征,大家可以參照以下兩幅圖片。