Погружение в теорию хаоса – непредсказуемость и эффект бабочки
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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!
Новости, статьи и анонсы публикаций
Чат с читателямиСвободное общение и обсуждение материалов