01 什么是谢尔宾斯基三角形?谢尔宾斯基三角形是一种自相似分形:取一个实心三角形,去掉由各边中点相连所构成的中间小三角形,再对剩下的三个三角形无限重复这一步。其分形维数为 log 3 / log 2 ≈ 1.585——大于一条线,却小于一块填满的面积。它由波兰数学家瓦茨瓦夫·谢尔宾斯基于1915年提出。
02 两种构建方式本工具提供两种构造法。递归细分是确定性的:它反复将每个三角形切成三个更小的副本,从而精确地画出图形。混沌游戏则是随机的:固定三角形的三个顶点,从任意一点出发,反复随机选一个顶点并朝它移动一半的距离,每次都标出落点。两种方法产生的是完全相同的图形。
03 混沌游戏为何有效“朝某顶点移动一半”的三条规则共同构成一个迭代函数系统(IFS),而该系统唯一的吸引子恰好就是谢尔宾斯基三角形。由于每条规则都把距离朝顶点收缩,反复的随机迭代会被拉到吸引子上,永远无法落进被去掉的中央空洞里。这正是为何撒下成千上万个随机点,仍能勾勒出一个完全有序的分形。