作者nahsnib (悟)
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標題[閒聊] 2.5次元的定義
時間Sat Jul 27 20:35:02 2024
本季新番有一部名為2.5次元的誘惑，講述傾情於2次元的男主角，
與女同學進行cosplay的各種活動。
明顯的是用2.5次元這個詞來形容3次元的人類去還原2次元的創作。
但是，數學上有2.5次元這回事嗎？
在這之前，什麼是次元？
眾所皆知的，我們習慣生活於三維空間，有三個軸（前後、上下、左右）就可描述
這個空間中每個點的位置，
我們也能使用習慣的直角座標系統，來描述平面上各點的位置，
如果需要花俏一點，平面極座標、空間圓柱座標、球座標等各種方式都能夠滿足需求。
可以說，我們在N維空間中至少需要N個情報來描述一個點。
但這無法套用到非整數次元，所以我們得換個路徑來走。
█這是一個正方形，他是一個二維空間的物體。
███這是一個邊長3倍的正方形，我們需要9個小正方形來構築。
███
███
三維空間中呢？
在三維空間中，一個邊長3倍的立方體需要27個一樣的立方體來構築。
這好像天經地義，有說跟沒說一樣？
非也，因為有些東西不是這樣的。
https://i.imgur.com/AkOUs1L.png
上圖是一個叫做謝爾賓斯基地毯的圖片，問題來了，如果我希望把這個圖形的邊長放大
為3倍，請問需要幾個原本的地毯？
沒錯，8個！
因此謝爾賓斯基地毯的結構跟正方形是完全不同的！
再看個例子：
https://i.imgur.com/0nfshK8.png
這個形體可以說是立體版的謝爾賓斯基地毯，他也有個獨特的名字：門格海綿
一樣的提問，當我們想要得到一個邊長3倍的門格海綿，我們需要幾個小門格海綿？
這次，我們需要20個。
所以，到底該怎麼定義維度？在數學上，定義方式是這樣的：
當你在這個空間中把一個物體放大n倍，需要原本的n^d，那維度就是d。
白話解釋就是，2次元的東西想要放大4倍，就需要4^2=16個；
3次元的東西想要放大4倍，就需要4^3=64個
好啦，那麼剛才提到的謝爾賓斯基地毯、門格海綿又要怎麼定義維度？
3倍的謝爾賓斯基地毯需要8個，也就是說，3^d=8，d=log_3(8)，約莫為1.8927次元；
3倍的門格海綿需要20個，3^d=20，d=log_3(20)，大約為2.7268
所以到底什麼是2.5次元？
這問題倒是不難解決，我們只需要設計出一個東西，想要放大4倍的時候，需要4^2.5=32個
即可（類似的，想要放大2倍則需要2^2.5個，約為5.6569個。）
這樣的結構大抵上也跟各種碎形脫不了關係，因為碎形就是有如此特別的意義。
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2*0*1*6=9487
噓 *******165: 樓下告訴我2*0*1*6要怎麼算才會等於948701/07 23:29
一群數學不好der
9*4=36,36*8=288,288*7=2016
明明很簡單
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噓 anpinjou: 嗯嗯 你很棒 07/27 20:37
噓 gsock: 五條切成一半就是2.5條 對ㄚ 07/27 20:40
推 hutao: 大師，我悟了 07/27 20:46
→ peterturtle: 你是暑修到腦袋壞掉喔 www 07/27 20:53
推 hwider: 的確 07/27 21:06
推 emptie: 看這個 07/27 22:24
噓 juicelover: 蛤 07/27 23:59
→ viper9709: 四樓XD 07/28 01:58