این دانشمندان جواهرات را از اشکال چشمگیر نظریه آشوب ساختند

نه تنها از نظریه آشوب الهام گرفته شده است، بلکه مستقیماً از اصول ریاضی آن ایجاد شده است.
طبق مقاله جدیدی که در نشریه منتشر شده است، گروهی از دانشمندان ایتالیایی راهی برای تبدیل اشکال پیچیده و پیچیده نظریه آشوب به جواهرات واقعی پیدا کرده اند. مجله آشوب این قطعات صرفاً از نظریه آشوب الهام گرفته نشده اند. آنها به طور مستقیم از اصول ریاضی آن ایجاد شده اند.

الئونورا بیلوتا از دانشگاه کالابریا، یکی از نویسندگان این مقاله گفت: "دیدن اشکال آشفته تبدیل شده به جواهرات واقعی، صیقلی، براق و فیزیکی برای کل تیم لذت بزرگی بود. لمس کردن و پوشیدن آنها نیز بسیار هیجان انگیز بود." "ما فکر می کنیم این همان لذتی است که یک دانشمند وقتی که نظریه اش شکل می گیرد، یا زمانی که یک هنرمند نقاشی را تمام می کند، احساس می کند."

مفهوم آشوب ممکن است تصادفی کامل را نشان دهد، اما برای دانشمندان، سیستم ها را نشان می دهد. آن‌ها به قدری به شرایط اولیه حساس هستند که خروجی‌شان تصادفی به نظر می‌رسد، و قوانین داخلی زیربنایی نظم آنها را پنهان می‌کند: بازار سهام، شورش‌های جمعیت، امواج مغزی در طول تشنج صرع، یا آب و هوا. در یک سیستم پر هرج و مرج، اثرات کوچک از طریق تکرار تا زمانی که سیستم به حالت بحرانی برسد، تقویت می شود. ریشه‌های تئوری آشوب امروزی بر یک کشف بی‌نظیر در دهه 1960 توسط ادوارد لورنز، ریاضی‌دانی که هواشناس تبدیل شده بود، استوار است.

لورنز فکر می‌کرد که ظهور رایانه‌ها فرصتی برای ترکیب ریاضیات و هواشناسی برای پیش‌بینی بهتر آب و هوا فراهم می‌کند. او تصمیم گرفت تا با استفاده از مجموعه ای از معادلات دیفرانسیل که تغییرات دما، فشار، سرعت باد و موارد مشابه را نشان می دهد، یک مدل ریاضی از آب و هوا بسازد. هنگامی که او سیستم اسکلت خود را داشت، یک شبیه‌سازی مداوم را روی رایانه‌اش اجرا می‌کرد که در هر دقیقه به اندازه یک روز آب و هوای مجازی تولید می‌کرد. داده های به دست آمده شبیه الگوهای آب و هوایی طبیعی بود - هیچ اتفاقی هرگز دو بار به یک شکل اتفاق نیفتاد، اما به وضوح یک نظم اساسی وجود داشت.

تبلیغات

یک روز زمستانی در اوایل سال 1961، لورنز تصمیم گرفت یک میانبر را انتخاب کند. به‌جای اینکه کل کار را شروع کند، او در میانه راه شروع کرد و اعداد را مستقیماً از یک چاپ قبلی تایپ کرد تا شرایط اولیه‌اش را به دستگاه بدهد. سپس از راهرو رفت تا یک فنجان قهوه بنوشد. وقتی یک ساعت بعد برگشت، متوجه شد که به جای اینکه دقیقاً نسخه قبلی را تکرار کند، پرینت جدید نشان می دهد که آب و هوای مجازی به سرعت از الگوی قبلی متفاوت است که تنها در عرض چند ماه مجازی، تمام شباهت بین این دو وجود داشت. ناپدید شد.

شش رقم اعشار در حافظه کامپیوتر ذخیره شد. برای صرفه جویی در فضا در چاپ، فقط سه مورد ظاهر شد. لورنز اعداد کوتاه‌تر و گرد شده را وارد کرده بود، با این فرض که تفاوت - یک قسمت در هزار - بی‌اهمیت است، شبیه به باد کوچکی که بعید است تأثیر زیادی بر ویژگی‌های آب و هوا در مقیاس بزرگ داشته باشد. اما در سیستم معادلات خاص لورنز، چنین تغییرات کوچک فاجعه بار بود.

این به عنوان وابستگی حساس به شرایط اولیه شناخته می‌شود. لورنز متعاقباً به کشف خود لقب «اثر پروانه» داد: معادلات غیرخطی حاکم بر آب و هوا، حساسیت فوق‌العاده‌ای نسبت به شرایط اولیه دارند، به طوری که پروانه‌ای که بال‌های خود را در برزیل تکان می‌دهد می‌تواند از نظر تئوری باعث ایجاد گردباد در تگزاس شود. استعاره مخصوصاً مناسب است. برای بررسی بیشتر، لورنز مدل آب و هوای پیچیده خود را با تمرکز بر همرفت سیال غلتشی در جو ما ساده کرد: اساساً گازی در یک جعبه مستطیل شکل جامد با یک منبع گرما در پایین و سرد شده از بالا، که در آن هوای گرم به سمت بالا بالا می رود و هوای خنک تر به پایین فرو می رود. او چند معادله دینامیک سیالات را ساده کرد و دریافت که رسم نتایج مقادیر پارامترهای خاص در سه بعدی یک شکل پروانه ای شکل غیرمعمول ایجاد می کند.