Jak funguje motýlí efekt v přírodě?

Efekt motýlích křídel je termín, který zapouzdřuje přesnější koncept „citlivé závislosti na počátečním stavu nelineárního dynamického systému“ v teorii chaosu: malé změny v počátečním stavu systému mohou způsobit velké změny v dlouhodobém chování jeho chování; někdy reprezentované jako nepředvídatelné (chaotické) chování projevované velmi jednoduchými systémy: například míč umístěný na vrcholu kopce se může kutálet do kteréhokoli z několika údolí v závislosti na malých rozdílech v počáteční poloze.

1 Teorie
2 Původ pojmu a termínu
3 Ilustrace
4 Matematická definice
5 V populární kultuře
6 Viz také
Poznámky 7
8 Literatura
Odkazy 9

teorie [ ]

Termín pochází z myšlenky, že motýlí křídla mohou vytvořit drobné změny v zemské atmosféře, které mohou nakonec změnit cestu Původ konceptu a termínu [ ]

Termín motýlí efekt přímo souvisí s dílem Edwarda Lorenze, vychází z teorie chaosu a citlivé závislosti systémů na počátečních stavech, poprvé popsané v literatuře [1] a popularizované Rayem Bradburym (1952) o cestování v čase, ačkoli Lorentz tento termín zpopularizoval . V roce 1961 Lorenz použil numerický počítačový model k restartování předpovědi počasí, když místo plného zápisu 0.506 zadal desetinné číslo 0.506127. Výsledkem byl zcela jiný scénář počasí [2] . Lorenz publikoval svá zjištění v článku (1963) pro New York Academy of Sciences a poznamenal, že jeden meteorolog poznamenal, že pokud je teorie správná, jedno mávnutí racčích křídel může navždy změnit chod počasí. V pozdějších projevech a článcích Lorenz používal poetičtější „Texas“.

Ačkoli motýl mávající křídly zůstal ve vyjádření tohoto konceptu konstantní, umístění motýla a umístění účinků se značně lišily [3].

ilustrace [ ]

Motýlí efekt v Lorenzově atraktoru
čas 0 ≤ t ≤ 30		z koordinovat

Tyto obrázky ukazují dvě projekce 3D evoluce dvou trajektorií (jedna modrá, druhá žlutá) za stejné časové období v Java animace Lorentzova atraktoru ukazuje nepřetržitý vývoj.

Matematická definice [ ]

Dynamický systém s evoluční mapou ft ukazuje citlivou závislost na počátečních stavech, pokud se libovolně blízké body oddělují s rostoucím t. Pokud М je stav prostoru pro mapování ft, pak ft ukazuje citlivou závislost na počátečním stavu, pokud existuje δ> 0 taková, že pro každý bod x

d ( f τ ( x ) , f τ ( y ) ) ≥ δ .

Definice nevyžaduje, aby všechny body z okolí byly odděleny od základního bodu x.

V populární kultuře [ ]

Koncept motýlího efektu je v populární kultuře často zmiňován při popisu malé změny okolností, která nakonec způsobí velkou změnu.

Termín se někdy používá v populárních médiích zabývajících se myšlenkou cestování časem, obvykle nepřesně. Popisy Většina cestování časem prostě nedokáže řešit motýlí efekty. Podle skutečné teorie, pokud by se historie vůbec dala “změnit” (takže by člověk nepřijal něco jako Novikovův princip konzistence, který by zajistil pevnou sekvenční časovou osu), stačila by pouhá přítomnost cestovatelů v čase v minulosti. změnit krátkodobé události (jako je počasí) a mělo by také nepředvídatelné dopady na vzdálenou budoucnost. Proto se nikdo, kdo cestuje zpět v čase, nemohl nikdy vrátit do stejné verze reality, kterou opustil, a nemusí být proto schopen cestovat zpět v čase na původní místo, což by vytvořilo fenomén známý jako Viz také [ ]

Motýlí efekt (v eventologii)
Kauzalita
Dynamický systém
Fraktál
Motýlí efekt (film)
Poznámky [ ]

↑Některé historické poznámky: Historie teorie chaosu
↑ Mathis, Nancy: „Varování před bouří: Příběh zabijáckého tornáda“, strana x. Touchstone, 2007. ISBN 0-7432-8053-2
↑ url=http://clearnightsky.com/node/428%7Ctitle=Butterfly Effects – variace meme

literatura [ ]

Robert L. Devaney. Úvod do chaotických dynamických systémů. — Westview Press. – 2003. – ISBN 0-8133-4085-3orn. – 72, – 10.1119/1.1636492

Odkazy [ ]

Význam motýla: Proč popkultura miluje „motýlí efekt“ a chápe to úplně špatně, Peter Dizikes, Butterfly Effect (Mathematical Recreations)
Od motýlích křídel k jedinému e-mailu ( New England Complex Systems Institute – Concepts: Butterfly Effect
Hyperučebnice Chaos. Úvodní základ o chaosu a fraktálech.
Hra se skleněnými korálky využívající efekt motýla
Motýl Lorenz

Existuje „motýlí efekt“ v reálném životě? Tuto otázku si položilo mnoho lidí. Ale američtí vědci zjistili, že v kvantové mechanice neexistuje a nemůže existovat žádný „motýlí efekt“, což bylo experimentálně prokázáno.

Vasilij Žukov
Diskutujte o tématu
Getty Images

„Motýlí efekt“ v obvyklém smyslu znamená následující vzorec: i malá událost může radikálně změnit běh dějin. Například vražda Františka Ferdinanda z nedbalosti řidiče vyvolala první světovou válku a k pádu Berlínské zdi vedla chyba prostého tajemníka Německé komunistické strany.

INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE

Stejný fenomén popsal spisovatel sci-fi Ray Bradbury ve svém příběhu „A Sound of Thunder“. V příběhu jedna z postav, která cestovala zpět v čase, náhodně rozdrtí motýla. Toto drobné nedopatření vedlo k nečekaným změnám v současnosti. Film Erica Bresse a Jaye Meky Grubera vypráví podobný příběh. Hlavní hrdina The Butterfly Effect, Evan, si některé události ze svého života nepamatuje. Lékař chlapci radí, aby si vedl deníky, aby se vyrovnal se ztrátou paměti. Tím, že se hrdina obrací k zápiskům z dětství v dospělosti, přesouvá se do minulosti a začíná měnit přítomnost.

Popis „motýlího efektu“ byl v populární kultuře často nalezen ještě předtím, než se tento termín ustálil ve vědecké oblasti. Ray Bradbury byl tedy první, kdo ji ve své práci použil v roce 1952.

INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE

Historie pojmu “motýlí efekt”

Termín „motýlí efekt“ poprvé zavedl do vědy meteorolog Edward Lorenz v roce 1961. Vědec se rozhodl sestrojit model změn počasí pomocí počítače a pro optimalizaci výpočtů zaokrouhlil všechny hodnoty na tři desetinná místa. Vše však nešlo podle plánu: systém selhal, začal reagovat na sebemenší změny a chaoticky a nepředvídatelně „přeskakovat“ mezi odečty. Lorenz ve svém článku popsal tuto zkušenost a naznačil, že i ten nejmenší detail může ovlivnit počasí, například mávání křídly motýla v Americe – vést k cyklonu v Indonésii.

INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE

Vědec tak nejen vymyslel nový termín „motýlí efekt“, ale také učinil nezřejmý závěr. Zatímco se snažil usnadnit předpovědi počasí, zjistil, že příroda se neřídí přísnými a důslednými zákony. Naopak, jakákoli nehoda může nečekaně a někdy i radikálně změnit život na planetě – stačí si vzpomenout, jak začala pandemie Covid-19 a jak žijeme dnes, téměř o 4 roky později.

INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE

Teorie chaosu v “motýlím efektu”

Pojem „motýlí efekt“ je často spojován s dalším pojmem – teorií chaosu. Někteří vědci se navíc domnívají, že „motýlí efekt“ je v zásadě teorií chaosu pouze v jednodušší interpretaci. Poprvé ji popsal badatel Henri Poincaré v roce 1890 při studiu chování systému tří těl. Vědec zjistil, že dynamické systémy podléhající chaosu (a takové se nacházejí téměř ve všech oblastech našeho života) jsou ovlivňovány i malými vlivy. To znamená, že téměř nic na světě nelze s jistotou předpovědět, protože jakákoli náhodná změna může zcela změnit běh dějin.

Teorie chaosu implikuje, že dynamické systémy jsou velmi závislé na počátečních podmínkách vývoje. Například živá příroda se vyvíjí chaoticky a nikdy se nemůže podřídit předepsaným pravidlům nebo vzorcům. Studium biologických věd pomocí teorie chaosu pomáhá vytvářet určité předpovědi, jako jsou změny v populacích nebo šíření epidemií.

INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE

Obě trajektorie se vizuálně zdají být stejné, ale kvůli nepatrnému rozdílu 10 až -5 stupňů v souřadnici x se konečná poloha kuželů neshoduje – to je „motýlí efekt“ popsaný Lorenzem

věda.fandom
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE

“Motýlí efekt” v psychologii

Lidský život je nejnápadnějším příkladem chaotického a nepředvídatelného systému, protože nikdy nevíte, co může nový normální den přinést. To je důvod, proč termín „motýlí efekt“ našel své místo v psychologii. Znamená to: i nepatrná událost v životě člověka může mít globální důsledky.

INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE

Pomocí analogie s „motýlím efektem“ psychologové sdělují svým klientům důležitou myšlenku: sebezkoumání a pokusy bojovat se sebou samým jsou destruktivní. Správná věc, kterou musíte udělat, je pochopit své silné a slabé stránky, postupně se měnit a jít za svým cílem. I drobné změny totiž mohou vést k důležitým a pozitivním změnám v životě.

„Motýlí efekt“ v kvantové mechanice: jak probíhal výzkum?

V roce 2020 výzkumníci z Los Alamos National Laboratory experimentálně prokázali, že „motýlí efekt“ v kvantové mechanice neexistuje. Připomeňme, že princip „motýlího efektu“ je vlastností některých chaotických systémů. Menší dopad na systém tedy může vést k velkým a nepředvídatelným následkům.

Aby vědci simulovali „motýlí efekt“ a zjistili, zda existuje, použili kvantový počítač. Posílali informace – kvantové bity nebo qubity – do „minulosti“ a jeden z nich pak vážně poškodili. Tedy vlastně zopakovali to, co hrdina slavného příběhu Raye Bradburyho udělal tím, že šlápl na motýla.

Později však v experimentu vše probíhalo úplně jinak než v příběhu. Když byly qubity vráceny do „současnosti“, byly nalezeny nedotčené – jako by se realita sama opravila. Ukazuje se, že „motýlí efekt“ nefunguje?

“Na kvantovém počítači nejsou žádné problémy se simulací evoluce zpět v čase nebo spouštění procesů do minulosti,” říká jeden ze spoluautorů studie, teoretický fyzik v laboratoři Los Alamos Nikolai Sinitsyn. “To znamená, že ve skutečnosti vidíme, co by se stalo se složitým kvantovým světem, kdybychom se vrátili v čase, způsobili malé škody a vrátili se.” Zjistili jsme, že náš svět bude v tomto případě zachován, což znamená, že „motýlí efekt“ v kvantové mechanice neexistuje.