Погружение в теорию хаоса – непредсказуемость и эффект бабочки

Любовь Соковикова

Кто из нас не мечтал о путешествиях во времени? Например, о путешествии в прошлое – чтобы спасти кого-то от фатальной ошибки, собрать доказательства нераскрытых преступлений и увидеть наконец, как жили наши далекие предки в африканской саванне. Эта тема настолько популярна, что в Голливуде от нее откажется разве что ленивый. Исследователи, однако, утверждают, что мир не ведет себя аккуратно и упорядоченно. Если бы это было так, идентичные события всегда приводили бы к одним и тем же «побочным эффектам», а будущее было бы полностью предсказуемым и предрешенным. К счастью, теория хаоса утверждает обратное и полная случайность – тоже не про нас. Мы существуем где-то посередине, в мире, который часто кажется случайным, но на самом деле подчиняется определенным правилам и законам. Согласно теории хаоса малейшие изменения могут привести к радикальным последствиям в будущем – в другом месте и в другое время.

Погружение в теорию хаоса – непредсказуемость и эффект бабочки. Можно ли отправиться в прошлое, изменить его и вернуться обратно? Фото.

Можно ли отправиться в прошлое, изменить его и вернуться обратно?

Теория хаоса гласит, что небольшие изменения приводят к большим последствиям.

Теория хаоса

В 1970-х годах американский математик и метеоролог Эдвард Лоренц не только открыл хаос (что было событием случайным) но также определил его ключевой механизм, отметив странное свойство – повторение (построение траектории с течением времени) любых двух близлежащих точек приводит к их разделению.
По сути, хаос – это наука о неожиданностях, о нелинейности и непредсказуемости.

В то время как большинство наук имеют дело с предположительно предсказуемыми явлениями, такими как гравитация, электричество или химические реакции, теория хаоса являет собой фактическую невозможность предсказания или контроля, например турбулентности, погоды, экономики, состояния мозга и так далее.

Теория хаоса. Наш мир устроен бесконечно сложно. Фото.

Наш мир устроен бесконечно сложно

Эти явления часто описываются с помощью фрактальной математики, которая отражает бесконечную сложность природы. Так, многие природные объекты обладают фрактальными свойствами, включая облака, деревья и реки, однако многие привычные нам системы демонстрируют сложное, хаотичное поведение.

Признание хаотической, фрактальной природы нашего мира может подарить нам его новое понимание. Хаос – это не просто беспорядок, а скорее удивительный переход между порядком и беспорядком.

Принципы хаоса

Один из принципов хаоса предложенных Лоренцом – тот самый эффект бабочки. Если бабочка хлопает крыльями в России, то где-то в Нью-Мексико начинается ураган. Да, звучит как полная бессмыслица, но с научной точки зрения такая связь может быть реальна. И если бы бабочка не взмахнула крыльями в нужной точке пространства/времени, урагана бы не произошло.

Еще один принцип теории хаоса заключается в том, что небольшие изменения могут резко изменить результаты. В конечном итоге этот принцип олицетворяет течение нашей жизни и все, что с ней происходит. Кто знает, какими будут долгосрочные последствия обучения миллионов детей хаосу и фракталам?

Фракталы – это бесконечно сложные паттерны, которые создаются путем многократного повторения простого процесса в непрерывном цикле обратной связи. Движимые рекурсией, фракталы представляют собой образы динамических систем – картины Хаоса. Геометрически они существуют между нашими привычными измерениями.

Принципы хаоса. На микроуровне все происходит иначе. Фото.

На микроуровне все происходит иначе

Важно понимать, что закономерности внутри хаоса скрыты, так как крайне чувствительны к любым, даже самым маленьким изменениям. Это означает, что похожие, но не идентичные ситуации могут привести к совершенно разным результатам. Но есть еще кое-что интересное: в хаотичном мире последствия могут быть совершенно несоразмерны причинам. И хотя правила детерминированы, в долгосрочной перспективе будущее непредсказуемо.

Это интересно: Можно ли верить прогнозам погоды?

Поскольку хаос чувствителен к небольшим изменениям, существует бесконечное множество способов и правил, которым необходимо следовать. Понимание этих процессов позволяет узнать подробности о настоящем и прошлом, чтобы в конечном итоге определить, как и по каким законам будут развиваться происходящие в мире события. Теория хаоса утверждает, что небольшие изменения чреваты последствиями, точно предсказать которые невозможно.

Принципы хаоса. Фрактал, с математической точки зрения, это, прежде всего, множество с дробной, промежуточной, «не целой» размерностью. Фото.

Фрактал, с математической точки зрения, это, прежде всего, множество с дробной, промежуточной, «не целой» размерностью.

Точно так же мы не можем перепроектировать некоторую часть информации о прошлом, просто зная текущие и даже будущие ситуации. При этом путешествие во времени не помогает восстановить прошлую информацию, так как даже при движении назад во времени хаотическая система все еще в игре и приводит к непредсказуемым последствиям. И хотя эффект бабочки является классической поэтической метафорой, иллюстрирующей теорию хаоса, его динамика проявляется в реальности, включая рост популяции тигров и вращение лун Плутона. Чудеса.

Не забудьте подписаться на наш канал в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте

Существует ли эффект бабочки?

Итак, поскольку мы не можем знать все начальные условия сложной системы в достаточной (т.е. совершенной) детализации, надеяться предсказать конечную судьбу этой самой системы тоже не выйдет. Однако результаты исследования в области квантовой физики, проведенное исследователями из Лос-Аламосской Национальной лаборатории, показали, что так называемый эффект бабочки можно преодолеть в квантовом мире и «расшифровать» потерянную информацию, по существу обратив время вспять.

Безусловно, эффект бабочки» отлично «смотрится» в теориях о путешествиях во времени, однако результаты исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, показали, что никаких доказательств эффекта бабочки в квантовой механике не существует.

Существует ли эффект бабочки? Законы квантового мира очень сильно отличаются от тех, что мы можем непосредственно наблюдать. Фото.

Законы квантового мира очень сильно отличаются от тех, что мы можем непосредственно наблюдать

Как пишут авторы научной работы, мысленный эксперимент по «расшифровке» информации (после обращения времени вспять), «как ожидается, приведет к тому же эффекту бабочки, что и в знаменитом рассказе Рэя Брэдбери «И грянул гром» – главный герой отправляется в прошлое и случайно наступает на бабочку. Вернувшись в свой век он понимает, что мир полностью изменился.

Больше по теме: Компьютерная симуляция доказала – «эффекта бабочки» не существует

Исследователи также выяснили, что квантовая система эффективно правит и даже восстанавливает информацию, зашифрованную в прошлом – для этого не нужен ни хаос, ни эффект бабочки. С помощью компьютерного моделирования авторы работы обнаружили, что во время путешествий во времени мир остается прежним, а значит изменений в законах квантовой механики попросту не будет.

Путешествие во времени неизбежно меняет прошлое из-за существования путешественника, – отмечают исследователи. Более того, понятие хаоса в классической физике и в квантовой механике необходимо рассматривать по-разному.

Существует ли эффект бабочки? Термин «эффект бабочки» появился в 1972 году. Фото.

Термин «эффект бабочки» появился в 1972 году

Нельзя не отметить и результаты еще одного интересного исследования, согласно которым на квантовом уровне путешествия во времени возможны. Подробнее о результатах можно прочитать здесь. И, конечно, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram – так вы всегда будете в курсе последних событий из мира науки и высоких технологий!