Efekt motýlích křídel

Motýlí efekt  je termín v přírodních vědách , který označuje vlastnost některých chaotických systémů : nepatrný vliv na systém může mít velké a nepředvídatelné důsledky, a to i na úplně jiném místě.

Historie termínu

Deterministicko-chaotické systémy jsou citlivé na malé vlivy [1] . Henri Poincaré popsal teorii chaosu ve studii z roku 1890 o problému pohybu tří těles . Později navrhl, že takové jevy by mohly být běžné například v oblasti meteorologie [2] . V chaotickém světě je obtížné předvídat, jaké variace nastanou v daném čase a místě, chyby a nejistota narůstají exponenciálně v průběhu času. Edward Lorenz (1917-2008) nazval tento jev „motýlí efekt“ [3] : motýl mávající křídly v Iowě může způsobit lavinu efektů, které mohou vyvrcholit v období dešťů v Indonésii („motýlí efekt“ také odkazuje na příběh 1952 R. Bradbury " And Thunder Crashed ", kde smrt motýla v dávné minulosti změní svět velmi vzdálené budoucnosti; můžete vidět i narážku na pohádku bratří Grimmů " Blecha a Flea “, kde upálení hlavní postavy nakonec vede k potopě).

Pro E. Lorenze měl tento výraz zpočátku jiný význam. Lorentz studoval systémy diferenciálních rovnic , které popisují stav atmosféry, a zjistil, že matematický model globálního klimatu má dva podivné atraktory , kolem kterých se shlukují konkrétní řešení. Systém je přitom schopen zcela nepředvídatelně přeskakovat z jednoho atraktoru na druhý (např. z normálního klimatu do doby ledové a naopak), v důsledku neznatelných změn výchozích parametrů. Graf znázorňující dvě sousedící oblasti řešení gravitující ke dvěma různým atraktorům byl pro svůj charakteristický tvar nazván „ Lorenzoví motýli “.

„Malé rozdíly v počátečních podmínkách vedou k velkým rozdílům v konečném jevu... Předpověď se stává nemožná“ ( A. Poincaré , po: Horgan, 2001).

V umění

Popis tohoto efektu je uveden v básni Samuila Marshaka „Hřebík a podkova“, založená na anglickém přísloví :

Nebyl tam hřebík -
Podkova byla pryč.
Nebyla tam podkova -
kůň byl chromý.
Kůň kulhal -
velitel byl zabit.
Jízda je rozbitá -
armáda běží.
Nepřítel vstupuje do města,
nešetří zajatce,
protože v kovárně
nebyl hřebík .

V knize „ Zajímavé časy “ od anglického spisovatele Terryho Pratchetta je popsán kouzelný druh motýlů s křídly ve tvaru fraktálu , z nichž jedna klapka může ovlivnit počasí:

Quantum Weather Butterfly (Burenosus Moth) je nenápadné žluté barvy. Mnohem větší zajímavostí jsou Mandelbrotovy vzory na jejích křídlech, složité pestrobarevné víry proložené podivnými shluky černé v podobě srdcí.

No, nejvýraznějším rysem kvantových motýlů je jejich schopnost ovládat počasí.

Předpokládá se, že tato schopnost se u nich vyvinula v procesu přirozeného výběru – ani ten nejhladovější pták nezatouží po potravě v podobě lokalizovaného tornáda. Později se však tento adaptivní rys změnil v sekundární sexuální charakteristiku, jako je chochol u ptáků nebo váček v krku u některých druhů žab. "Podívej se na mě," volá samec a líně mává křídly někde pod baldachýnem deštného pralesa. "Možná jsem barevně zcela nenápadný, ale za dva týdny a tisíc mil odsud bude každý říkat jen to, že "bouře a hurikány netypické pro naše zeměpisné šířky způsobily vážné ničení."

Poznámky

1. ↑ http://www.wolframscience.com/reference/notes/971c NĚKTERÉ HISTORICKÉ POZNÁMKY
2. ↑ Steves, Bonnie; Maciejewski, A. J. (září 2001). Neklidný vesmír Aplikace gravitační dynamiky N-těl na planetární hvězdné a galaktické systémy. USA: CRC Press. ISBN 0-7503-0822-2
3. ↑ Woods, Austin (2005). Předpověď počasí středního dosahu: Evropský přístup; Příběh Evropského centra pro střednědobé předpovědi počasí. New York: Springer. p. 118. ISBN 978-0-387-26928-3

Literatura

• Devaney, Robert L. Úvod do chaotických dynamických systémů  . - Westview Press , 2003. - ISBN 0-8133-4085-3 .
• Hilborn, Robert C. Rackové, motýli a kobylky: Stručná historie motýlího efektu v nelineární dynamice  // American Journal of Physics  :  journal. - 2004. - Sv. 72 , č. 4 . - str. 425-427 . - doi : 10.1119/1.1636492 . - .

Odkazy

• Význam motýla: Proč popkultura miluje „motýlí efekt“ a chápe to úplně špatně , Peter Dizikes, Boston Globe , 8. června 2008
• Motýlí význam: proč je „motýlí efekt“ populární kulturou tak oblíbený a zároveň jí zcela dezinterpretován.

Slovníky a encyklopedie	velká čínština Britannica (online)