Fjärilseffekten

Fjärilseffekt  är en term inom naturvetenskapen , som betecknar egenskapen hos vissa kaotiska system : en liten påverkan på systemet kan få stora och oförutsägbara konsekvenser, inklusive på en helt annan plats.

Termens historia

Deterministiskt-kaotiska system är känsliga för små påverkan [1] . Henri Poincaré beskrev kaosteorin i en 1890 studie av problemet med rörelsen av tre kroppar . Han föreslog senare att sådana fenomen kunde vara vanliga, till exempel inom meteorologiområdet [2] . I en kaotisk värld är det svårt att förutse vilka variationer som kommer att inträffa vid en given tidpunkt och plats, fel och osäkerhet byggs upp exponentiellt över tiden. Edward Lorenz (1917-2008) kallade detta fenomen för "fjärilseffekten" [3] : en fjäril som flaxar med vingarna i Iowa kan orsaka en lavin av effekter som kan kulminera i regnperioden i Indonesien ("fjärilseffekten" anspelar också på berättelsen 1952 R. Bradbury " And Thunder Crashed ", där en fjärils död i det avlägsna förflutna förändrar världen i en mycket avlägsen framtid; du kan också se en anspelning på sagan av bröderna Grimm "The Flea and the Flea ", där huvudpersonens brännskada så småningom leder till syndafloden).

För E. Lorenz hade detta uttryck till en början en annan innebörd. Lorentz studerade system av differentialekvationer som beskriver atmosfärens tillstånd och fann att den matematiska modellen av det globala klimatet har två konstiga attraktionsfaktorer kring vilka särskilda lösningar samlas. Samtidigt kan systemet hoppa från en attraktion till en annan (till exempel från ett normalt klimat till en istid och vice versa) helt oförutsägbart, som ett resultat av omärkliga förändringar i de initiala parametrarna. En graf som visar två intilliggande lösningsregioner som drar mot två olika attraherande har kallats " Lorenzfjärilar " på grund av dess karakteristiska form.

"Små skillnader i de initiala förhållandena ger upphov till enorma skillnader i det slutliga fenomenet ... Förutsägelse blir omöjlig" ( A. Poincaré , efter: Horgan, 2001).

I konsten

En beskrivning av denna effekt ges i Samuil Marshaks dikt "The Nail and the Horseshoe", baserad på ett gammalt engelskt ordspråk :

Det fanns ingen spik -
hästskon var borta.
Det fanns ingen hästsko -
hästen var halt.
Hästen haltade -
befälhavaren dödades.
Kavalleriet är trasigt -
armén springer.
Fienden går in i staden och
skonar inga fångar,
för det
fanns ingen spik i smedjan.

I boken " Interesting Times " av den engelske författaren Terry Pratchett beskrivs en magisk art av fjärilar med fraktalformade vingar, vars ena flik kan påverka vädret:

Quantum Weather Butterfly (Burenosus Moth) är en oansenlig gul färg. Av mycket större intresse är Mandelbrot-mönstren på hennes vingar, invecklade flerfärgade virvlar varvat med konstiga klungor av svart i form av hjärtan.

Tja, den mest framstående egenskapen hos kvantfjärilar är deras förmåga att kontrollera vädret.

Det antas att denna förmåga har utvecklats i dem i processen med naturligt urval - även den mest hungriga fågeln kommer inte att eftertrakta matning i form av en lokal tromb. Men senare förvandlades denna adaptiva egenskap till en sekundär sexuell egenskap, som en plym hos fåglar eller en halspåse hos vissa arter av grodor. "Titta på mig", ropar hanen och flaxar lätt med vingarna någonstans under regnskogens tak. "Kanske är jag helt oansenlig i färgen, men om två veckor och tusen mil härifrån kommer alla bara att säga att "stormar och orkaner som är atypiska för våra breddgrader orsakade allvarlig förstörelse."

Anteckningar

1. ↑ http://www.wolframscience.com/reference/notes/971c NÅGRA HISTORISKA ANMÄRKNINGAR
2. ↑ Steves, Bonnie; Maciejewski, A. J. (sept. 2001). Det rastlösa universums tillämpningar av gravitationell N-kroppsdynamik på planetariska stjärn- och galaktiska system. USA: CRC Press. ISBN 0-7503-0822-2
3. ↑ Woods, Austin (2005). Väderförutsägelse på medellång räckvidd: Den europeiska strategin; Berättelsen om European Centre for Medium Range Weather Forecasts. New York: Springer. sid. 118. ISBN 978-0-387-26928-3

Litteratur

• Devaney, Robert L. Introduktion till kaotiska dynamiska system  . - Westview Press , 2003. - ISBN 0-8133-4085-3 .
• Hilborn, Robert C. Havsmåsar, fjärilar och gräshoppor: En kort historia om fjärilseffekten i icke-linjär dynamik  // American Journal of Physics  :  journal. - 2004. - Vol. 72 , nr. 4 . - s. 425-427 . - doi : 10.1119/1.1636492 . - .

Länkar

• Meningen med fjärilen: Varför popkulturen älskar "fjärilseffekten" och får det helt fel , Peter Dizikes, Boston Globe , 8 juni 2008
• Fjärilsbetydelse: varför "fjärilseffekten" är så älskad av populärkulturen och samtidigt helt feltolkad av den.

Ordböcker och uppslagsverk	stor kines Britannica (online)