Эффект бабочки и теория хаоса — что это такое?

Что такое теория хаоса?

Эта концепция утверждает, что небольшие вариации параметров сложной системы могут привести к совершенно разным результатам. Вы, наверное, слышали об эффекте бабочки. Этот пример взят из области метеорологии и говорит нам о том, что небольшие колебания погоды в одной части земного шара могут привести к значительным изменениям погоды в другой части Земли; или, грубо говоря, взмах крыльев бабочки в Бухаресте может спровоцировать ураган в Тихом океане.

Кто изобрел теорию хаоса?

Родоначальником этой теории является американский математик и метеоролог Эдвард Лоренц, который в 60-х годах прошлого века использовал компьютер для создания моделей погодной ситуации. Лоренц наблюдал, как небольшие корректировки входных значений (например, округление до 0,345676 вместо 0,345) генерировали совершенно другие погодные сценарии, чем при сохранении исходных значений. С другой стороны, американский исследователь заметил существенный факт, фундаментальную характеристику хаотических систем: при многократных вариациях входных значений предпочтение отдается определенным моделям конечных результатов. Поэтому, хотя невозможно точно предсказать, на чем будет основана окончательная модель, некоторые результаты кажутся более предпочтительными, чем другие.

Теория хаоса и повседневная жизнь

Но теорию хаоса можно проиллюстрировать с другой точки зрения, с точки зрения повседневной жизни. Возьмем следующий пример. Вместо того, чтобы выйти за дверь дома, как вы обычно делаете каждое утро, в 8.00, в определенный день, вы опаздываете на четверть часа, потому что ваша зубная паста закончилась, а новый тюбик зубной пасты трудно найти. Таким образом, вместо того, чтобы приходить на работу в 8.45, вы должны прибудете в 9.00. Только в 8.50 происходит разрушительное землетрясение, которое приводит к обрушению здания, в котором находится ваш офис, и все в здании раздавлены. Вы можете подумать, что бог по какой-то причине спас вас. Или, может быть, вы подумаете, что вам повезло, и найдя новую работу через полгода узнаете, как производить неограниченную бесплатную энергию для всего человечества (допустим, вы осуществляете ядерный синтез). Таким образом, вы не только прославитесь, и ваше имя будет жить до тех пор, пока существует человеческий род, но и миллионы людей будут буквально обязаны вам своей жизнью. Таким образом, от полного тюбика пасты зависит технологическое достижение во всей истории человечества.

Хаос на самом деле не хаос

Кое-что о теории хаоса

Сложная наука, такая как метеорологическая система Земли, может рассматриваться как хаотическая. На самом деле хаос, предстающий перед исследователем, на самом деле не хаос, а система настолько сложная, что уловить все ее переменные невозможно. Следовательно, хаотическая система является детерминированной, и если вы знаете ее начальную точку и можете управлять ее переменными, вы также можете предсказать ее промежуточные или конечные состояния.

Другой ключевой особенностью хаотической системы является то, что, начиная с ее конечного состояния, невозможно понять ее начальное состояние. Это потому, что есть много способов достичь одного и того же результата. Незнание эволюции системы делает невозможным ее реконструкцию только на основе конечного состояния.

Примеры хаотического поведения в природе

Хаотическое поведение широко распространено в природе. Хаос влияет не только на прогноз погоды, но и определяется учеными в электрических цепях, лазерах, химических реакциях, динамике спутников в нашей Солнечной системе, росте населения или молекулярных вибрациях. Некоторые специалисты также говорят, что хаос присутствует в движении тектонических плит и даже в экономике.

Еще интересные статьи:

• эффект ореола