🟪 Dywan Sierpińskiego
O tej symulacji
Dywan Sierpińskiego to fraktal płaski opisany przez Wacława Sierpińskiego w 1916 roku. Uogólnia ideę trójkąta Sierpińskiego na kwadraty: zamiast usuwać pojedynczy trójkąt ze środka trzech, usuwa pojedynczy kwadrat ze środka siatki 3×3, a następnie powtarza ten proces wewnątrz każdego z ośmiu pozostałych kwadratów, w nieskończoność. Wynikiem jest samopodobny kształt, w którym dziur jest więcej niż powierzchni — klasyczny przykład używany do wprowadzenia pojęcia wymiaru fraktalnego.
Jak to działa
- Zacznij od jednego jednolitego kwadratu.
- Podziel go na siatkę 3×3 dziewięciu równych mniejszych kwadratów.
- Usuń środkowy mniejszy kwadrat, pozostawiając osiem.
- Zastosuj rekurencję do każdego z ośmiu pozostałych kwadratów, powtarzając ten sam krok podziału 3×3 i usunięcia aż do wybranej głębokości n.
Kluczowe wzory
N(n) = 8^n — liczba wypełnionych kwadratów pozostałych po n iteracjach.
A(n) = (8/9)^n · A0 — ułamek pierwotnego pola nadal wypełniony po n iteracjach.
D = log(8)/log(3) ≈ 1,8928 — wymiar fraktalny (Hausdorffa), między linią (1) a wypełnioną płaszczyzną (2).
Sterowanie
- Głębokość iteracji n — ile razy zastosowano krok podziału 3×3 i usunięcia, od 0 (zwykły kwadrat) do 6.
- Kolor kwadratów — ustawia kolor wypełnienia rysowanych kwadratów.
- Odwrócenie (Kwadraty / Dziury) — przełącza, czy rysowana jest pozostała struktura, czy usunięte środkowe kwadraty.
- Animacja (Natychmiast / Animuj) — ujawnia rekurencję poziom po poziomie zamiast rysować od razu wynik końcowy.
- Powtórz animację, Reset — ponownie uruchamia stopniowe ujawnianie albo przywraca wszystkie ustawienia domyślne.
Czy wiesz, że...?
Ponieważ każda iteracja zachowuje 8 z 9 mniejszych kwadratów, pozostałe pole kurczy się o czynnik 8/9 na każdym poziomie i dąży do zera wraz ze wzrostem n — a mimo to całkowita długość obwodu wszystkich kwadratów rośnie bez ograniczeń. Dywan Sierpińskiego ma też ważną własność topologiczną: każdą możliwą krzywą płaską, która nie przecina samej siebie, można znaleźć jako podzbiór jego struktury, co czyni go krzywą „uniwersalną" dla kształtów dwuwymiarowych.