معلومات

ما هو بالضبط تأثير الفراشة؟

ما هو بالضبط تأثير الفراشة؟

بينما يمكن استخدام أجنحة الفراشة للقيام ببعض الأشياء المدهشة ، فهل لديهم حقًا القدرة على تغيير الطقس؟ الجواب قد يفاجئك.

الفوضى على وشك أن تترتب على ذلك تمسك بشدة.

ما هو التفسير البسيط لتأثير الفراشة؟

من أفضل الطرق لفهم فكرة معقدة هو عمل استعارة سهلة الفهم. في حالة نظرية الفوضى ، فإن المصطلح "تأثير الفراشة"لمحاولة شيء من هذا القبيل.

ذات صلة: ماذا يحدث داخل ثقب أسود؟

يقول المجاز:

"هل رفرف أجنحة الفراشة في البرازيل تسبب في حدوث إعصار في تكساس؟"

لا يعني ذلك أن هذا يمكن أن يحدث بالفعل ، فقط حدث صغير ، مثل هذا ، في الوقت والمكان المناسبين ، من الناحية النظرية ، يمكن أن يؤدي إلى مجموعة من الأحداث التي ستبلغ ذروتها في نهاية المطاف في تشكيل إعصار على الجانب الاخر من العالم.

صاغ هذا من قبل واحد إدوارد لورينز منذ ما يقرب من 45 عامًا خلال الاجتماع التاسع والثلاثين بعد المائة لجمعية النهوض بالعلوم. سيثبت أنها تحظى بشعبية كبيرة وقد احتضنتها الثقافة الشعبية منذ ذلك الحين.

كان لورينز أستاذًا للأرصاد الجوية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. لقد طور المفهوم ولكنه لم يقصد في الواقع أن يتم تطبيقه بالطريقة التي تم استخدامها بشكل شائع.

في حين أنه يبدو سخيفًا بعض الشيء كمفهوم ، إلا أنه لا يُقصد به أن يؤخذ حرفياً. المقصود من استعارة "تأثير الفراشة" ببساطة هو إثبات أن القليل من الأحداث غير المهمة يمكن أن تؤدي إلى نتائج مهمة بمرور الوقت.

بعبارة أخرى ، يمكن أن يكون للتباينات الصغيرة في الظروف الأولية تأثيرات عميقة ومتباينة على نطاق واسع على النظام. هذه الأنظمة الفوضوية لا يمكن التنبؤ بها بطبيعتها.

أصبحت هذه الفكرة أساسًا لفرع الرياضيات المعروف باسم نظرية الفوضى ، والذي تم تطبيقه في سيناريوهات لا حصر لها منذ تقديمها.

لقد أصبح هذا الفرع من الرياضيات يشكك في بعض قوانين الفيزياء الأساسية. لا سيما تلك التي اقترحها السير إسحاق نيوتن حول الطبيعة الميكانيكية والمتوقعة للكون.

وبالمثل ، تحدى لورينز بيير سيمون لابلاس ، الذي جادل بأن عدم القدرة على التنبؤ لا مكان له في الكون ، مؤكدا أنه إذا عرفنا جميع القوانين الفيزيائية للطبيعة ، فلن يكون هناك شيء غير مؤكد وسيكون المستقبل ، مثل الماضي ، حاضرًا أعيننا ".

سارع لورنز إلى الإشارة إلى أن إحدى المشكلات الرئيسية التي نواجهها هي الطبيعة غير الدقيقة لأجهزة القياس الخاصة بنا لأشياء مثل الظواهر الفيزيائية. كل ما يمكن أن نأمل في القيام به ، إذن ، هو تقديم أفضل تخمين أو تقريب للأحداث.

هذا ينطبق بشكل خاص على الأنظمة شديدة التعقيد مثل أنماط الطقس. بينما تحاول النظريات في مجالات العلوم الأخرى ، مثل الفيزياء ، أن تصمم الطبيعة ، فهي في الحياة الواقعية أنظمة معقدة.

تميل معظم الأشياء في الطبيعة إلى أن تكون نتيجة للعديد من علاقات السبب والنتيجة المترابطة والمترابطة. هذا يعني أنها معقدة بشكل مذهل وربما من المستحيل حلها بشكل مناسب في الممارسة العملية.

ما هو تأثير الفراشة على الدمى؟

أول شيء يجب فهمه هو أن "تأثير الفراشة"هو مجرد استعارة لمجال الرياضيات يسمى نظرية الفوضى.

نظرية الفوضى ، في الواقع ، هي علم المفاجآت ، وغير الخطية وغير المتوقعة. تعلم النظرية أي شخص يتعلمها أننا يجب أن نتوقع ما هو غير متوقع.

وبهذا المعنى ، فإنه يتناقض بشكل مباشر مع معظم مجالات العلوم الأخرى التي تميل إلى التعامل مع أنماط يمكن التنبؤ بها لتوفير تنبؤات دقيقة للأشياء.

بعد كل شيء ، تعد قابلية تكرار وموثوقية المبدأ العلمي أحد أسسها. تعتبر الأشياء الأساسية مثل الجاذبية والكهرباء والتفاعلات الكيميائية أمثلة رئيسية.

ذات صلة: 5 حقائق عن الجاذبية

تطلب منا نظرية الفوضى ، في هذه الحالة ، طرح فكرة القدرة على التنبؤ بالأشياء بأي ثقة حقيقية خارج النافذة - على الأقل للأنظمة شديدة التعقيد. إنه يتعامل مع غير الخطية التي ، بطبيعتها ، من المستحيل التنبؤ بها أو التحكم فيها بأي يقين حقيقي.

من غير العملي ببساطة معرفة كل نقطة بيانات في نظام بدقة تامة. بالإضافة إلى أننا لا نستطيع العودة إلى بداية الوقت لتسجيل وتتبع كل نقطة بيانات.

نحن ببساطة لا نستطيع معرفة كل شيء أو حتى نأمل في ذلك.

من حيث الجوهر ، لا يمكننا إلا أن نقدم أفضل تقدير تقريبي لمثل هذه الأشياء. لا يمكننا أبدًا أن نكون صحيحين بنسبة 100٪ لأن حتى اختلافات البداية الصغيرة قد تؤدي إلى التخلص من النتيجة على نطاق واسع لأن أخطاء أي نموذج أو معادلة أو خوارزمية ستتراكم بمرور الوقت.

الاضطراب والطقس وحتى سوق الأسهم هي من هذه الأنظمة.

"بقدر ما تشير قوانين الرياضيات إلى الواقع ، فهي غير مؤكدة ، وبقدر ما هي مؤكدة ، فهي لا تشير إلى الواقع." - البرت اينشتاين

تميل العديد من الكائنات الطبيعية أيضًا إلى إظهار نتائج التفاعلات المعقدة التي أدت إلى إنشائها. تظهر أشياء مثل المناظر الطبيعية والسحب والأشجار وأنظمة الأنهار شيئًا يسمى الخصائص الكسورية.

الفركتلات هي أنماط لا تنتهي وتميل إلى أن تكون معقدة بلا حدود وتميل أيضًا إلى التشابه الذاتي على مستويات مختلفة. يتم إنشاؤها عن طريق تكرار عملية بسيطة مرارًا وتكرارًا في حلقة التغذية الراجعة.

بدافع العودية ، الفركتلات هي صور للأنظمة الديناميكية - صور الفوضى. إذا نظرت عن كثب إلى الطبيعة سوف ترى بسرعة أنها ظاهرة شائعة جدًا.

من خلال فهم أن أنظمتنا البيئية وأنظمتنا الاجتماعية وأنظمتنا الاقتصادية مترابطة ، يمكننا أن نأمل في تجنب الإجراءات التي قد ينتهي بها الأمر إلى الإضرار برفاهيتنا على المدى الطويل.

ما هو أصل "تأثير الفراشة"؟

"تأثير الفراشة" ليس شيئًا في حد ذاته. إنها مجرد استعارة لمبدأ نظرية الفوضى.

من الناحية التقنية ، هو "الاعتماد الحساس على الظروف الأولية".

غالبًا ما يُنسب المصطلح إلى إدوارد لورينز الذي كتب عنها في ورقة بحثية عام 1963 في أكاديمية نيويورك للعلوم. لكن مع اختلاف طفيف:

"لاحظ أحد خبراء الأرصاد الجوية أنه إذا كانت النظرية صحيحة ، فإن رفرفة واحدة من أجنحة طيور النورس ستكون كافية لتغيير مسار الطقس إلى الأبد."

بحلول الوقت الذي ألقى فيه حديثه السيئ السمعة الآن في الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم لعام 1972 في واشنطن العاصمة بحلول هذا الوقت ، تم استبدال طائر النورس بالفراشة الشهيرة الآن.

وُلد المبدأ بأكمله من الصدمة التي عانى منها لورنز عندما حاول تشغيل بعض نماذج الطقس باستخدام المعادلات القطعية على كمبيوتر عملاق.

من الناحية النظرية ، يجب أن يكون من السهل جدًا إدخال عوامل قابلة للقياس مثل درجة الحرارة والضغط وسرعة الرياح وأن يكون لديك كمبيوتر عملاق يقوم ببعض الطحن للتنبؤ بالطقس في المستقبل.

أدخل مجموعة أولية من البيانات ، وشغل الكمبيوتر ، وانتظر النسخة المطبوعة. بوضع الإخراج بجوار الجهاز ، قرر إعادة إدخال بعض البيانات وتشغيل البرنامج لفترة أطول.

لكن النتائج كانت مختلفة بشكل كبير بالنسبة للاثنين. سرعان ما أدرك أنه ارتكب خطأ بسيطًا جدًا أثناء الإدخال في الجولة الثانية مما أدى إلى نتيجة مختلفة تمامًا.

لقد دخل الشرط الأولي 0.506 من النسخة المطبوعة بدلاً من إدخال الدقة الكاملة0.506127 القيمة.

كان لورنز عيد الغطاس ، وولد مجال جديد بالكامل من الرياضيات - نظرية الفوضى.

توفي لورنز في عام 2008 ، ومن الواضح أن مساهمته الدائمة في فهمنا للأنظمة المعقدة كانت مهمة.


شاهد الفيديو: السبب الحقيقي وراء تغير لون بشرة مايكل جاكسون وعدم تعرضه للشمس (يونيو 2021).