Motýlí efekt

8. říjen 2008 | 06.00 |

Fyzika je věda moderní a neustále se vyvíjející. Mnozí si o ní myslí, že má ráda přesnost a pořádek. Dnes si ukážeme, že opak bývá někdy pravdou. Nejzavilejší zastánci nové vědy jdou tak daleko, že říkají, že dvacáté století je charakterizováno třemi zásadními teoriemi: relativitou, kvantovou mechanikou a teorií chaosu. Věří, že chaos se stává revolucí tohoto století v přírodních vědách.

V matematice a fyzice se teorie chaosu zabývá chováním určitých nelineárních dynamických systémů, které někdy vykazují jev známý jako chaos, nejvýznamněji charakterizovaný citlivostí na počáteční podmínky.
K nim patří především jev zvaný motýlí efekt, který vyjadřuje citlivou závislost vývoje systému na počátečních podmínkách, jejichž malé změny mohou mít za následek velké variace v delším průběhu. Název se vztahuje k myšlence, že i něco tak malého, jako třepetání motýlích křídel, může v konečném důsledku vyvolat tornádo třeba i někde na druhé polovině světa.
Tento pojem poprvé použil Edward Lorenz 29. prosince 1979 na své přednášce "Predictability: Does the flap of the buttersfly's wings in Brazil set off a tornado in Texas?” přednesené na zasedání Americké asociace pro pokrok ve vědě ve Washingtonu.
Americký meteorolog Edward Lorenz v roce 1960, pomocí počítačového algoritmu modeloval chování pozemské atmosféry. Vytvořil program, který byl na základě zadaných informací schopen relativně věrně simulovat a graficky zachycovat průběh nejdůležitějších atmosférických procesů. Objev se stal jedním ze základních stavebních kamenů teorie chaosu. Lorenz dokázal, že chování složitých nelineárních dynamických systémů je silně závislé na výchozích podmínkách. Prvním jeho objevem bylo, že se žádný průběh simulace neopakoval dvakrát přesně stejně, přestože zadával vždy stejné hodnoty. I přesto však systém vykazoval překvapivě podobné vzorce chování. Byl to uspořádaný nepořádek – chaos.

V dalším zkoumání sehrála velkou roli náhoda: Lorenz chtěl zopakovat jeden ze svých meteorologických modelů, ale zadal počáteční hodnoty s menší přesností než poprvé – namísto šestimístného čísla zadal stejné číslo zaokrouhlené pouze na tři místa. Tato zdánlivě zanedbatelná změna vstupních parametrů zásadně proměnila chování celku. Předpoklad, že druhý výsledek bude stejný jako první, nevyšel. Křivka vykreslovaná programem se oproti prvnímu průběhu odchýlila nečekaně silně.

Pro meteorology, kteří se chystali díky superpočítačům stoprocentně předvídat, či dokonce ovládat počasí, to byl šok, ale pro vědu – matematiku, fyziku i filozofii – to byl nový přínosný pohled. Když se teorie chaosu aplikovala i na jiné systémy, znamenala přehodnocení řady dalších odvětví, která jsou na předpověditelnosti budoucího chování systémů založena.
V praxi samozřejmě většinou dojde k vyrušení malé nerovnováhy zapříčiněné pohybem motýlích křídel jinými podobnými procesy – samotný fakt existence takto citlivých závislostí ale výrazně mění uvažování o charakteru přírodních systémů a náhodnosti.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1.44 (9x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Související články

žádné články nebyly nenalezeny

Komentáře