Нова математика обяснява произхода на хаоса

Бъди най-интересния човек, когото познаваш

© www.tOrange.ru
© www.tOrange.ru
Димитър Димитров

Това е точката, в която бавната река се извива в буен водовъртеж, или торнадото променя посоката си неочаквано, или започва непредсказуемо взаимодействие между гравитационните привличания на три планети, близки една до друга. Това се нарича хаос.

Въпреки че повечето хора знаят инстинктивно кога наблюдават хаос, все още няма универсално математическо определение за това явление. Новото определение, което са дали учени, е публикувано в списание Chaos. То ще помогне за предсказването на потенциалните възможности за проявяване на хаос, казва един от съавторите на публикацията Браян Хънт (Brian Hunt), който е математик в Мерилендския университет.

Теория на хаоса

Математикът Анри Поанкаре пръв открива необузданите състояния, опитвайки се да опише поведението на три небесна тела, намиращи се под едно гравитационно въздействие. Движенията им били трудни за предсказване и Поанкаре нарекъл това непостоянно явление „хаос“. За разлика от напълно случайното поведение, тези системи все пак били детерминистични, което означава, че ако се знаят всички закони и сили, които са въздействали в миналото, то ще може да се предскаже и бъдещето им. (В контраст на това, на субатомно ниво частиците са изначално неопределени, което означава, че няма никакъв начин да се предскаже бъдещото движение на дадена частица.)

Учените не забелязвали господството на хаоса чак до 60-те години на миналия век, когато компютрите станали достатъчно мощни, за да решават немислими уравнения с огромни числа, казва приложният физик от Мерилендския университет Едуард От (Edward Ott). Например в прости системи като махалото, компютрите могат да предсказват бъдещото поведение, като знаят само няколко факта. Но при други системи нещата стават странни. Компютрите имат нужда от невероятно много информация, за да изчислят само една прогноза за времето. Ето затова дневните и седмичните прогнози обикновено са верни, но месечните са по-скоро налучкване. Ако превъртите достатъчно напред в бъдещето, няма да имате никакъв шанс да предскажете какво ще се случи с времето, допълва От.

Единственото правило на хаоса

Хънт и От искали да решат проблема с предвиждането на хаоса. Разработили определение на хаоса, което изглежда измамно лесно. Най-общо казано, това определение е базирано на количество, подобно на ентропията – мярката, с която обозначаваме тенденцията на Вселената да се насочва към безпорядък. Учените разбрали, че ако това число (наричат го експанзивна ентропия) е положително, то има вероятност за появата на хаос. Ако числото е равно на 0, то нещата няма да станат хаотични.

Накратко, новият метод позволява на изследователите бързо да забелязват тенденцията на нещата във Вселената да пропадат в бездната на непредсказуемостта. „Можем да кажем, че има хаос, когато има експоненциален растеж на неопределеността“, казва Хънт. „Това може да се случи и в относително прости системи, които досега не бихме нарекли хаотични. Опитваме се да идентифицираме наличието на хаос, дори и с много малко начална информация.Това например може да помогне за предвиждането на скрити турбулентни джобове в небето“, завършва Хънт.

Livescience

Категории на статиите:
Математика

Коментарите са затворени.

Мегавселена

С използването на този сайт вие се съгласявате със събирането на cookies. повече информация

Сайтът използва coocies, за да ви даде възможно най-доброто сърфиране. С влизането в него вие се съгласявате с използването им.

Затвори