La función .map() está llamando a la función Array() con tres argumentos, el valor del elemento de la matriz que es 0 , el índice de ese elemento, también 0 , y una referencia a toda la matriz.

Entonces es como hacer esto:

 var a = [0]; var index = 0 Array(a[index], index, a); // create array with three elements

La matriz devuelta por Array() se convierte en el primer elemento de la matriz que crea .map() , de ahí el nivel adicional de anidamiento en su resultado [[0, 0, [0]]] .

EDITAR con respecto a su edición: cuando dice [0].map(String); eso da como resultado que se llame a String() con los mismos tres argumentos como String(a[index], index, a) , pero la función String() ignora todos menos el primer argumento, mientras que Array() usa todos los argumentos proporcionados.

En primer lugar , Array podría usarse como una función para crear matrices:

 var arr = Array(1, 2, "Hello"); console.log(arr); // [1, 2, "Hello"]

En segundo lugar , el map pasa tres parámetros a su devolución de llamada: el elemento, su índice de la matriz y la propia matriz.

Entonces , dado que su matriz contiene un elemento, la línea:

 [0].map(Array);

es equivalente a:

 [Array(0, 0, [0])]; // the element 0 in the original array will be mapped into Array(0, 0, [0])

Después de actualizar la pregunta. Otras respuestas le brindan información sobre el mapa

Para responder por qué la matriz y la cadena difieren, busque constructores

El constructor de cadenas acepta 1 parámetro Cadena (cosa) mientras que la matriz es nueva Array (elemento 0, elemento 1 [, ... [, elemento N]])