Interested Article - Эффект бабочки

delana
  • 2020-12-31
  • 1

Эффект бабочки — термин в естественных науках , обозначающий свойство некоторых хаотичных систем : незначительное влияние на систему может иметь большие и непредсказуемые последствия, в том числе в совершенно другом месте.

История термина

Детерминированно-хаотические системы чувствительны к малым воздействиям . Анри Пуанкаре описал Теорию хаоса в исследовании к задаче о движении трёх тел в 1890 году . Позже он предположил, что такие явления могут быть общими, например, в области метеорологии . В хаотическом мире трудно предсказать, какие вариации возникнут в данное время и в данном месте, ошибки и неопределённость нарастают экспоненциально с течением времени. Эдвард Лоренц (1917—2008) назвал это явление «эффектом бабочки» : бабочка, взмахивающая крыльями в Айове , может вызвать лавину эффектов, которые могут достигнуть высшей точки в дождливый сезон в Индонезии («эффект бабочки» вызывает и аллюзию к рассказу 1952 года Р. Брэдбери « И грянул гром », где гибель бабочки в далёком прошлом изменяет мир очень далекого будущего; также можно увидеть аллюзию к сказке братьев Гримм « », где ожог главной героини в итоге приводит ко всемирному потопу).

«Бабочка Лоренца» — видна бинарность решений системы нелинейных дифференциальных уравнений, при разных параметрах стремящихся к одному из крыльев-аттракторов

У Э. Лоренца это выражение изначально имело иной смысл. Лоренц изучал системы дифференциальных уравнений , описывающих состояние атмосферы, и обнаружил, что математическая модель глобального климата имеет два странных аттрактора , вокруг которых группируются частные решения. При этом система способна перепрыгивать от одного аттрактора к другому (например, из нормального климата к ледниковому периоду и обратно) совершенно непредсказуемо, в результате неощутимых изменений исходных параметров. График, изображающий две смежные области решений, тяготеющие к двум разным аттракторам, из-за своей характерной формы получил название « бабочки Лоренца ».

«Небольшие различия в начальных условиях рождают огромные различия в конечном явлении… Предсказание становится невозможным» ( А. Пуанкаре , по: Хорган, 2001).

В искусстве

Описание этого эффекта приведено в стихотворении Самуила Маршака «Гвоздь и подкова», основанном на :

Не было гвоздя —
Подкова пропала.
Не было подковы —
Лошадь захромала.
Лошадь захромала —
Командир убит.
Конница разбита —
Армия бежит.
Враг вступает в город,
Пленных не щадя,
Оттого, что в кузнице
Не было гвоздя

В книге « Интересные времена » английского писателя Терри Пратчетта описан волшебный вид бабочек с фрактальной формой крыльев, один взмах которыми может воздействовать на погоду:

Квантовая погодная бабочка (мотылекус буреносус) неприметного желтого цвета. Куда больший интерес представляют узоры Мандельброта на ее крылышках – сложные многоцветные завитки, перемежающиеся странными скоплениями черного в виде сердечек.

Ну а самая выдающаяся особенность квантовых бабочек заключается в их способности управлять погодой.

Предполагается, что эта способность развилась у них в процессе естественного отбора – даже самая изголодавшаяся птица не позарится на кормежку в виде локализованного торнадо. Однако впоследствии эта приспособительная черта превратилась во вторичный половой признак, вроде плюмажа у птиц или горлового мешка у некоторых видов лягушек. «Посмотри на меня, – призывает самец, лениво взмахивая крыльями где-нибудь под пологом тропического леса. – Может, по цвету я совсем неприметен, однако недели через две и за тысячу миль отсюда все только и будут говорить о том, что „нетипичные для наших широт бури и ураганы послужили причиной серьезных разрушений“».

Примечания

  1. от 19 июля 2006 на Wayback Machine SOME HISTORICAL NOTES
  2. Steves, Bonnie; Maciejewski, AJ (septembrie 2001). The Restless Universe Applications of Gravitational N-Body Dynamics to Planetary Stellar and Galactic Systems. USA: CRC Press. ISBN 0-7503-0822-2
  3. Woods, Austin (2005). Medium-range weather prediction: The European approach; The story of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. New York: Springer. p. 118. ISBN 978-0-387-26928-3

Литература

  • Devaney, Robert L. (англ.) . — Westview Press , 2003. — ISBN 0-8133-4085-3 .
  • Hilborn, Robert C. Sea gulls, butterflies, and grasshoppers: A brief history of the butterfly effect in nonlinear dynamics (англ.) // American Journal of Physics : journal. — 2004. — Vol. 72 , no. 4 . — P. 425—427 . — doi : . — Bibcode : .

Ссылки

Источник —

delana
  • 2020-12-31
  • 1
  • Tags:

Same as Эффект бабочки

The title for the last searches