65 lat temu ukazała się klasyczna amerykańska powieść science fiction Raya Bradbury’ego „A Sound of Thunder”. Opisywał podróż w odległą przeszłość, gdzie jeden z bohaterów przypadkowo zmiażdżył motyla. Doprowadziło to do nieprzewidywalnych konsekwencji, radykalnie zmieniających przyszłość.Na początku lat 60. ubiegłego wieku młody asystent na Wydziale Meteorologii Massachusetts Institute of Technology, Edward Lorenz, otrzymał szereg nietypowych diagramów. Ich kształt przypominał skrzydła motyla, a Lorenz, wielki miłośnik science fiction, od razu nazwał odkryty przez siebie wzór efektem motyla. Wkrótce stało się to uniwersalną koncepcją wyjaśniającą wiele tajemniczych zjawisk, gdy drobne zdarzenia prowadzą do ogromnych konsekwencji, takich jak tajfuny, epidemie na dużą skalę czy upadek kolosalnych lodowców z kopuły Antarktydy.
Błędy rundy
Tak naprawdę efekt motyla nie jest prostym pomysłem, wynikającym z bardzo złożonej matematycznej teorii chaosu. Wszystko zaczęło się, gdy Lorenz próbował stworzyć zestaw programów komputerowych, które mogłyby przewidywać długoterminowe zmiany pogody. Kiedyś nie zaokrąglił tysięcznych wielkości meteorologicznych, takich jak siła wiatru, wilgotność i ciśnienie atmosferyczne. Nieoczekiwanie doprowadziło to do fenomenalnego wyniku. Okazało się, że te drobne zmiany w danych całkowicie zmieniły prognozę długoterminową.
Przez całą dekadę Lorenz udoskonalał swoją teorię, ale zasłynęła ona dzięki determinacji innego meteorologa. W 1972 roku odbyła się prestiżowa konferencja międzynarodowa, jednak Lorenz nie zdążył podać tytułu raportu. Nie było już absolutnie czasu, a jego kolega odważnie to zrobił, nadając dziełu zupełnie nieakademicki tytuł: „Prognozowanie: czy trzepot skrzydeł motyla w Brazylii spowoduje tornado w Teksasie?” Od tego momentu rozpoczęła się gorąca dyskusja na temat efektu motyla Lorenza.
W tej starej pracy Lorenz próbował udowodnić, że dalekosiężne konsekwencje drobnych anomalii atmosferycznych stanowią dwa bardzo interesujące problemy jednocześnie. Po pierwsze, nie należy krytykować prognoz pogody i naśmiewać się z prognostów, bo okazuje się, że stworzenie dokładnej długoterminowej mapy pogody jest prawie niemożliwe. Po drugie, w wielu procesach po prostu nie da się „złapać motyla” i wskazać punktu zwrotnego, który doprowadzi do rzeczywistego efektu końcowego.
Ogólnie rzecz biorąc, wielu filozofów podchodzi do motyli Lorenza bardzo ostrożnie, bo skoro drobne nieścisłości w niektórych zjawiskach przyrodniczych mają tak duże znaczenie, to można postawić tezę, że nasz świat jest w jakiś sposób całkowicie nieprzewidywalny...
Narodziny i śmierć tornada
Według diagramów Lorenza niezliczona liczba naturalnych interakcji może nie tylko wywołać tornado trzepotaniem skrzydeł motyla, ale także ugasić huragan w zarodku. Jeśli więc ktoś ingeruje w otaczającą przyrodę, na przykład zakłócając równowagę ekologiczną, to raczej nigdy nie dowiemy się wiarygodnie, co by się stało w alternatywnym scenariuszu „Ziemia bez ludzi”. A wszystko to dlatego, że wszelkie późniejsze zmiany są bardzo trudne do wyśledzenia i przywrócenia sekwencji zdarzeń.
Lorenz ze smutkiem zauważył w ciągu swojego życia, że większość otaczających go klimatologów postrzegała jego oryginalne konstrukcje dokładnie odwrotnie. Najważniejszą ideą teorii Lorentza jest to, że nie możemy łatwo prześledzić znaczącego wydarzenia i jego związku z teraźniejszością. Po argumentowaniu, że trzepot skrzydeł motyla może wywołać burzę, musimy od razu przejść do następnego pytania: jak możemy z całą pewnością stwierdzić, że to właśnie ta anomalia atmosferyczna spowodowała narodziny, a nie śmierć niszczycielskiego tornada? Okazuje się, że badania Lorenza dają szansę świeżego spojrzenia na problem związków przyczynowo-skutkowych, nie zawierają jednak prostych odpowiedzi na przewidywanie przyszłości.
Zagadki pogodowej kuchni
Jako meteorolog Lorenz próbował wyjaśnić wiele tajemnic pogody za pomocą odkrytego przez siebie zjawiska. Według jego śmiałego założenia, przyczyną najpotężniejszych burz, które narodziły się w Zatoce Meksykańskiej, może być niewielka anomalia pogodowa na południowym Atlantyku.
Po śmierci naukowca w 2008 roku wielu prognostów pogody z Ameryki Łacińskiej próbowało powiązać efekt motyla z niesamowitym zjawiskiem El Niño na Pacyfiku. W jakiś nieznany sposób ta okresowa anomalia atmosferyczna w jakiś sposób wpływa na narodziny niszczycielskich tornad, powodując wielomiliardowe straty w południowych stanach Stanów Zjednoczonych.
Jednocześnie wielu amerykańskich teoretyków spiskowych jest po prostu przekonanych, że w tajnych ośrodkach testowych Pentagonu od dawna próbują hodować „motyle pogodowe”, które mogą wywoływać burze w różnych częściach świata. W każdym razie mógłby to być realny bezpiecznik dla hipotetycznej „broni klimatycznej”, o której ostatnio dużo się mówi.
Głównym parametrem jest tu wiatr huraganowy jako jeden z obszarów badań fizyki atmosfery. Nauka ta od wielu lat próbuje przewidzieć trajektorie wirów powietrznych, jednak wciąż nie jest w stanie przewidzieć ich siły, a co za tym idzie skali ewentualnych zniszczeń.
Równanie huraganu
Przez ćwierć wieku meteorolodzy ciężko pracowali nad stworzeniem wiarygodnych modeli komputerowych złej pogody. Przeszkodą jest tu tzw. równanie huraganu, którego nie da się rozwiązać w oparciu o klasyczne wyobrażenia o mechanizmie jego powstawania. Można sobie wyobrazić, że gdzieś na południowo-wschodnim Morzu Karaibskim tworzy się potężny huragan. Tam prądy ciepłego i wilgotnego powietrza spotykają się z zimnymi wiatrami wiejącymi znad Andów. Intensywna kondensacja pary wodnej następuje wraz z utworzeniem silnej zachmurzenia. Jeśli jednak spróbujemy ustawić wszystkie niezbędne parametry, nie będziemy w stanie określić kursu i wzrostu siły wiatru. W szczególności obliczona prędkość wiatru będzie zawsze znacznie niższa od rzeczywistej.
Powszechnie wiadomo, że im silniejszy wiatr, tym większe fale na powierzchni wody. Fale pełnią tu rolę naturalnej nierówności powierzchni wody, o którą ocierają się prądy powietrza. Tymczasem jeśli weźmiemy pod uwagę równowagę pomiędzy dostarczaniem energii a jej pochłanianiem na skutek tarcia, okazuje się, że im silniejszy wiatr, tym większa będzie ta absorpcja. Oznacza to, że fale powinny ugasić wiatr, tak jak w tytule kultowego dzieła braci Strugackich, ale w rzeczywistości tak się nie dzieje.
Hipoteza rosyjskich geofizyków
Pod koniec ubiegłego wieku grupa pracowników Zakładu Nieliniowych Procesów Geofizycznych Instytutu Fizyki Stosowanej Rosyjskiej Akademii Nauk w Niżnym Nowogrodzie postawiła bardzo nietypową hipotezę. Opierając się na zasadach teorii Lorentza, zaproponowali, że opór powierzchni oceanu paradoksalnie maleje wraz ze wzrostem wiatru.
Następnie w 2003 roku w czasopiśmie Nature ukazał się artykuł amerykańskiej badaczki Kerry’ego Emmanuela opisujący podobne zjawisko. Swoje wnioski oparł na długoterminowych danych dotyczących prędkości wiatru wewnątrz cyklonów tropikalnych, zebranych za pomocą spadających sond GPS z Centrum Huraganów amerykańskiej Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej. Na podstawie uogólnienia wyników tych pomiarów okazało się, że współczynnik oporu powierzchni morza jest znacznie niższy od wartości uzyskanej w obliczeniach wiatrów konwencjonalnych.
Rosyjscy naukowcy badają „motyle generujące huragany” w unikalnej instalacji „Kompleks wielkoskalowych stanowisk geofizycznych”, składającej się z basenu z kanałem szybkich fal wiatru. Dziś kompleks ten znajduje się na liście instalacji o znaczeniu krajowym w Rosji.
Siatka do łapania „motyli huraganowych”
Eksperymenty geofizyków z Niżnego Nowogrodu przyniosły zdumiewające wyniki. Za pomocą szybkiej kamery wideo rejestrującej do pół miliona klatek na sekundę można było zarejestrować niesamowite procesy narodzin motyli huraganowych. W ten sposób powstało zrozumienie mechanizmu występowania wiatrów huraganowych w zarodku burzy. Stało się jasne, że w pewnym momencie prądy powietrza narastającego tajfunu pędziły po falach jak wodolot lub kolosalny ekranoplan. W tym przypadku masa powietrza tworzy piankową poduszkę nad falami wykonanymi z solidnych skrzydeł, co wygładza emocje. Jednocześnie gwałtownie spada opór powietrza przepływającego nad powierzchnią morza.
Naukowcy policzyli krople i zdali sobie sprawę, że znaleźli najskuteczniejszy mechanizm generowania rozprysków, który znacznie zmienia wzór huraganów. Wcześniej uważano, że plamy powstają w momencie pęknięcia wyskakujących bąbelków, a ich liczba jest nieproporcjonalnie mniejsza. Okazało się, że jeśli wyniki eksperymentu laboratoryjnego w Niżnym Nowogrodzie przełoży się na warunki naturalne, powstawanie wiatrów huraganowych stanie się jasne. Naukowcy zdali sobie sprawę, jak skuteczny jest mechanizm przepływu energii w potworne wiatry i zbliżyli się do przewidzenia niszczycielskiej zdolności konkretnego huraganu.
Jednak „motyle Lorenza” znaleziono także w naukach bardzo odległych od meteorologii.
Efekt motyla
Efekt motyla- termin w naukach przyrodniczych oznaczający właściwość niektórych układów chaotycznych. Niewielki wpływ na system może mieć duże i nieprzewidywalne konsekwencje gdzie indziej, w innym czasie.
Historia terminu
Systemy deterministyczno-chaotyczne są wrażliwe na małe wpływy. W chaotycznym świecie trudno przewidzieć, jakie zmiany wystąpią w danym czasie i miejscu, a błędy i niepewność rosną wykładniczo w czasie. Lorenz Edward Norton nazwał to zjawisko „efektem motyla”: motyl trzepocząc skrzydłami w Iowa może wywołać lawinę skutków, których kulminacją może być pora deszczowa w Indonezji („efekt motyla” przywołuje także aluzję do opowiadania R. Bradbury’ego „I uderzył piorun”, gdzie śmierć motyla w odległej przeszłości zmienia świat bardzo odległej przyszłości. Można też dopatrzeć się nawiązania do baśni braci Grimm „Wszy i pchła”, gdzie płomień głównego bohatera ostatecznie prowadzi do globalnej powodzi).
„Małe różnice w warunkach początkowych powodują ogromne różnice w zjawisku końcowym... Przewidywanie staje się niemożliwe” (A. Poincaré, za Horganem, 2001).
Zobacz też
- Efekt kuli śnieżnej
- The End of Eternity (powieść amerykańskiego pisarza science fiction Isaaca Asimova przedstawiająca organizację wykorzystującą efekt motyla do zmiany rzeczywistości)
Fundacja Wikimedia. 2010.
Zobacz, co oznacza „efekt motyla” w innych słownikach:
Efekt Motyla: Objawienie Efekt Motyla: Objawienie Dramat gatunkowy, science fiction Reżyser Seth Grossman Producent Stephanie ... Wikipedia
efekt motyla- właściwość systemów chaotycznych polegająca na tym, że niewielki wpływ na system może wywołać wyraźne i nieprzewidywalne skutki w innym miejscu i czasie... Uniwersalny dodatkowy praktyczny słownik objaśniający I. Mostitsky'ego
EFEKT MOTYLA- (angielski efekt motyla) termin, który w metaforyczny sposób odzwierciedla możliwość poważnych konsekwencji drobnych i nieprzewidywalnych zdarzeń. L. Ross i R. Nisbett wyjaśniają jego pochodzenie, odwołując się do wypowiedzi meteorologa, który zachował anonimowość w sprawie… Świetna encyklopedia psychologiczna
Termin ten ma inne znaczenia, patrz Efekt motyla (znaczenia). Efekt motyla 2 Efekt motyla 2 ... Wikipedia
Efekt motyla 2 Efekt motyla 2 Gatunek fantasy / dramat Reżyser John Leonetti Producent A. J. Dix ... Wikipedia
Efekt Motyla: Objawienie Gatunek dramat, fantasy... Wikipedia
Efekt motyla: koncepcja efektu motyla z teorii chaosu Efekt motyla Ukraiński zespół rockowy z Czerkasów Album „The Butterfly Effect” portugalskiego zespołu metalowego Moonspell Filmy telewizyjne: „Efekt motyla” 1. ... Wikipedia
Termin ten ma inne znaczenia, patrz Efekt motyla (znaczenia). Efekt motyla… Wikipedia
Termin ten ma inne znaczenia, patrz Efekt motyla (znaczenia). Efekt motyla 3: Rewelacje… Wikipedia
Efekt Efekt motyla (znaczenia) Efekt świadka (psychologia) Efekt Slashdot Efekt czerwonych oczu Efekt „Pioniera” Efekt „Świadka” (radiobiologia) Efekt „Klinu płynnego” Efekt Aharonova Bohma ... Wikipedia
Książki
- Efekt motyla, Natalia Borisova. Ile esencji może znajdować się w człowieku? Ukryte myśli, niewypowiedziane słowa, ukryte emocje... W każdym człowieku jest cały świat, którym można wstrząsnąć lekkim dotknięciem skrzydeł... eBook
- Efekt motyla. Izrael – Iran: od pokoju do wojny, od przyjaźni do nienawiści, Ephraim Bauch. Eseje składające się na tę książkę zostały pierwotnie napisane dla gazety. W pewnym sensie chwilowe, w innym dziennikarskie... Minęło kilka lat. W Iranie wybrano już nowego przywódcę. Uważany jest za...
Współcześni naukowcy od dawna udowodnili, że wszystkie nauki przyrodnicze są ze sobą niezwykle blisko powiązane. Zdarzenia zachodzące w obrębie określonych obiektów przyrodniczych pociągają za sobą zmiany, które wpływają na inne sfery istnienia. Od tego czasu ludzie zaczęli interesować się tym, czym jest efekt motyla. Oczywiście w dawnych czasach zjawisko to nie miało tak poetyckiej nazwy, ale zdecydowanie miało miejsce w historii i nauce.
Geneza tego pojęcia
Obecnie istnieje sformułowanie o charakterze globalnym, które brzmi następująco: „Trzepot skrzydeł motyla w Singapurze może wywołać silne tornado w Karolinie Północnej”. Te słowa są znane prawie każdemu człowiekowi i wydaje się, że są stare jak wzgórza. Ale tak naprawdę zostały one po raz pierwszy wypowiedziane przez matematyka i meteorologa Edwarda Lorenza. Naukowiec był jednym z twórców teorii chaosu, a także aktywnie badał, czym jest efekt motyla w ramach tego aparatu matematycznego. Faktem jest, że systemy deterministyczno-chaotyczne są bardzo chwiejne i niestabilne. Nawet najmniejszy skok w jednym miejscu pociąga za sobą burzę zmian w innym. Lorenz opisał tę niestabilność i wrażliwość nie tylko z naukowego punktu widzenia, ale także językiem zrozumiałym dla każdego, używając metafory. Dlatego właśnie zjawisko „efektu motyla” zostało tak zwane, proste i dostępne nawet dla dziecka.
Teoria chaosu
Nasi przodkowie wierzyli, że środowisko człowieka jest czymś stabilnym, pewną substancją, która zawsze żyje według jasnych praw i norm. Jednak znany Lorentz odkrył nowy model istnienia zwany chaosem dynamicznym lub deterministycznym. Do kategorii systemów, które działają, że tak powiem, chaotycznie, zaliczył dosłownie wszystko, co nas otacza – atmosferę, słupy wody, płyty tektoniczne, a nawet ciało ludzkie.
W połowie ubiegłego wieku stało się to oczywiście ogromną sensacją, którą wielu przyjęło ze sceptycyzmem, ale wkrótce to dzięki temu odkryciu naukowcom po raz pierwszy udało się połączyć matematykę, fizykę, biologię i inne dziedziny wiedzy. Ważnym aspektem jest również to, że Lorentz wyjaśnił, na czym polega efekt motyla w teorii chaosu. Jeśli cały organizm biologiczny zwany Ziemią, jej wnętrze, mieszkańcy i atmosfera żyją i oddziałują na siebie w sposób chaotyczny, wówczas najmniejsze wahania mogą spowodować zmiany globalne.
Jak science fiction graniczy z rzeczywistością?
Twierdzenia książkowe greckich mędrców, prawa fizyczne odkryte w średniowieczu, teraz napotkały fakty, które całkowicie je obaliły. W ramach takich nauk jak fizyka i mechanika kwantowa udowodniono, że linie równoległe mogą przecinać się w nieskończoności, czas może płynąć zarówno do przodu, jak i do tyłu, a teleportacja cząstek na duże odległości jest zjawiskiem bardzo realnym. Takie eksperymenty w pewnym stopniu zrewolucjonizowały nasze rozumienie efektu motyla, dodając nowe, pozornie paranormalne aspekty tego zjawiska. Jeśli dana cząstka może przejść w przeszłość, może zachować się tam inaczej niż ostatnim razem, co pociągnie za sobą paradoks czasowy. Innymi słowy, jest to efekt motyla, w wyniku którego cząstka trafia do przeszłości, a jej działania pociągają za sobą całkowitą zmianę teraźniejszości, a w konsekwencji przyszłości.
Życie człowieka i jego struktura
Jak można się domyślić, powyższe zjawisko występuje także w życiu codziennym każdego z nas. Czym jest efekt motyla w życiu codziennym, pokazano w filmie o tym samym tytule z 2004 roku. Główny bohater obrazu dosłownie zmienił rzeczywistość, wcielając się w małego. Ekran wyraźnie pokazał, jak jedno zdanie dziecka całkowicie odmieniło jego przyszłość, a także przyszłość jego przyjaciół i rodziny. Podobny przykład pokazano także w filmie „Pan Nikt”.
Wybory, których dokonujemy w danej chwili, zmieniają nie tylko nasze życie. To całkowicie zmienia obraz przyszłości. Dla jasnego przykładu możesz wybrać zawód. Niejaki pan X postanawia zostać lekarzem. Studiując w szkole medycznej, nie udaje mu się. Niemniej jednak osoba ta dokłada wszelkich starań, aby uzyskać dyplom lekarza i zająć odpowiednie stanowisko w określonej klinice. Chyba nie warto mówić, ile istnień ludzkich będzie zagrożonych w tej sytuacji. Pan X mógłby jednak przerwać naukę na drugim lub trzecim roku i przenieść się na uczelnię, która nauczyłaby go tego, co naprawdę jest jego pasją. Jak to się mówi,
Wyjaśnienie koncepcji efektu motyla i przykłady z życia.
Teoria chaosu to dziedzina łącząca matematykę i fizykę. Koncepcja opiera się na fakcie, że na zachowanie i rozwój złożonych systemów znaczący wpływ mają warunki początkowe i drobne zmiany. Nawet niewielkie korekty mogą mieć znaczący wpływ na wyniki.
Efekt motyla to niewielka rzecz, która może znacząco zmienić bieg wydarzeń. Mówiąc najprościej, nawet niewielkie machnięcie skrzydłami motyla może wyprzeć tornado i nadać mu kierunek. Dlatego każda drobnostka w ogromnym systemie ma znaczenie.
- Wielu fizyków jeszcze przed pojawieniem się teorii chaosu i jej wyjaśnieniem zwracało uwagę na fakt, że nawet drobne zmiany mogą prowadzić do ogromnych konsekwencji. Zauważyli, że jeśli liczby nie są zaokrąglone lub zaokrąglone, uzyskane liczby znacznie różnią się od siebie. Dlatego nie można ich lekceważyć.
- Termin stał się popularny w 2004 roku po wielu publikacjach w gazetach. Później ukazał się film, który nieco zniekształcił koncepcję efektu motyla. Bohaterowie filmu powrócili do przeszłości i zmienili wydarzenia, co doprowadziło do zmiany przyszłości. Tak naprawdę, nawet jeśli nic się nie zmieni, przyszłość nie może być taka sama ze względu na nadmierną złożoność systemu.
- Inną podstawową właściwością chaosu jest wykładnicza akumulacja błędu. Według mechaniki kwantowej warunki początkowe są zawsze niepewne, a według teorii chaosu niepewności te szybko będą rosły i przekraczały dopuszczalne granice przewidywalności.
- Drugi wniosek teorii chaosu jest taki, że wiarygodność prognoz szybko maleje wraz z upływem czasu. Wniosek ten stanowi istotne ograniczenie stosowalności analizy fundamentalnej, która z reguły operuje kategoriami długoterminowymi.
Nazwę wymyślił słynny meteorolog i fizyk Edward Lawrence. Chociaż początkowo w 1952 roku ukazało się opowiadanie pisarza Bradbury'ego. To właśnie w tej historii pisarz opisał, że zmiażdżony motyl wpłynął na wybory prezydenckie. A zamiast normalnego kandydata wyborcy wybrali faszystę. W ten sposób Lawrence naukowo wyjaśnił ten efekt.
Wierzył, że trzepot skrzydeł motyla w Brazylii może wywołać niszczycielskie tornado w Ameryce.
Chociaż nieco później sam naukowiec zaprzeczył swojej teorii. Gdyby to była prawda, to trzepot skrzydeł mewy mógłby całkowicie zmienić pogodę i wszelkie prognozy byłyby bezużyteczne.
Życie samo w sobie jest chaotyczne i nawet małe zmiany mogą mieć tragiczne konsekwencje. Istnieje wiele przykładów tego.
Przykłady efektu motyla w życiu:
- Zburzenie muru berlińskiego. Stało się tak na skutek błędnej interpretacji nowego prawa przez sekretarza prasowego. Z dokumentu wynikało, że niektórym Niemcom z NRD zezwalano czasami na odwiedzanie Berlina Zachodniego. Ale prawo nie określało jasno subtelności. Dlatego uznali, że prawo dotyczy wszystkich Niemców, i pewnego razu masa ludzi zdecydowała się przekroczyć granicę. W miarę zniechęcania się straży granicznej wzrosło niezadowolenie wśród mas. Ogromna liczba ludzi po prostu zburzyła mur, aby przekroczyć granicę.
- Druga wojna Światowa. Ta historia jest naprawdę odkrywcza. W 1918 roku jeden brytyjski żołnierz nie zabił rannego Niemca i około 20 lat później ten Niemiec stał się przyczyną II wojny światowej. Gdyby wtedy jakiś wojskowy zastrzelił Hitlera, wojny mogłoby nie być.
- Pojawienie się terroryzmu. Wszystko zaczęło się od zamordowanego psa, któremu radny miejski karmił szklaną karmą. Mały chłopiec, który był właścicielem psa, powiedział wszystkim w okolicy o śmierci psa i sprawcy. Tym samym radny miejski nie dostał się do Kongresu. Po tym incydencie chłopiec zainteresował się polityką i jako dorosły wstąpił do Kongresu. Został organizatorem amerykańskiej pomocy dla Afgańczyków. W ten sposób Mudżahedini wygrali wojnę, dając początek organizacjom Talibów i Al-Kaidy. Stało się to punktem wyjścia do ataków terrorystycznych.
Jak widać skomplikowanym systemem nie da się zapanować i nawet drobne zmiany mogą prowadzić do szkodliwych konsekwencji.
