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通过拓扑学分析，科学家探究树叶形状的本质

中国物理学会期刊网 · 公众号 · 物理 · 2017-07-13 09:59

正文

图丨持续同调（persistent homology）

Chitwood 的最终目标是重组树叶的“形态空间”，也就是所有可能形状所组成的集。 “如果你能够测量地球上现在和过去所存在的所有树叶，结果会是随机的吗？”他问道，“会有从未出现过的形状吗？从未出现的原因是否是植物无法生长出这种形状？”

图丨对树叶形状的分析

持续同调在各方面有着广泛的应用，从神经网络分布到音乐乐句的结构，许多结构图像分析中都有它的影子。Chitwood 希望它也能为植物分析提供线索，其他科学家也有此意向。

维也纳大学的植物分类学家 Yannick Städler 也正用此方法分析花朵的 X 光图像，并希望这能克服传统方法的缺点——在常规的分类学方法中，科学家通常把重复出现的图像标记为节点，并分析规律。

图丨多种树叶的分布情况

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