Jedan potez menja sve – efekat leptira

Zamislite da šetate ulicom i odjednom se sagnete kako bi vezali pertlu koja se olabavila. Iza vas je čovek koji hoda sa vrelom kafom u ruci i ne primećuje da ste stali, naleće na vas, prosipa kafu po ruci, opeče se i mora na u bolnicu. Čovek sa kafom je pilot i zbog nesreće ne može da ide na planirani let. Let je odložen. Jedna od putnica na tom letu je morala da ode na razgovor za posao i, pošto nije stigla na vreme, ostala je bez angažmana. U drugom slučaju, muškarac nije otišao na venčanje i ostavio je mladu da stoji ispred oltara. A tu su bili brat i sestra koji su želeli da se oproste od bolesne bake.

Da li ste svesni haosa koji ste napravili?

Taj naizgled beznačajan detalj, činjenica da ste vezali pertlu baš tu i tada, izazvala je niz događaja sasvim drugačijih od onoga što su svi očekivali. Ali ne brinite, ako vam se to desi u stvarnom životu, ne očajavajte. Ono što se dogodilo nije ništa drugo do teorija haosa i njen efekat leptira. Ova dva koncepta su prisutna u našem svakodnevnom životu, pomažu nam da shvatimo kako univerzum funkcioniše. Služe kao osnovni princip za razvoj novih tehnologija i njihovu primenu u različitim oblastima znanja.

O čemu se radi?

 

Efekat leptira

 

Efekat leptira je inspirisao pisce, reditelje, umetnike, pa i naučnike.

Godine 1952, naučnofantastični pisac Rej Bredberi objavio je kratku priču „Zvuk grmljavine“. U priči glavni junak zgazi leptira, a ovaj detalj ima dalekosežne posledice, tolike da na vlast dovodi čak i fašističkog lidera. Godine 1961, ono što je do tada bila fikcija, postalo je naučna stvarnost.

Te godine meteorolog Edvard Lorenc radio je na matematičkom modelu prognoze vremena. Uneo je podatke kao što su temperatura, vlažnost, pritisak i pravac vetra u računar i posmatrao rezultate. Potom je ponovo uveo podatke kako bi proverio rezultate koje je prvi put dobio. Neočekivano, iako je drugi put upisao iste podatke, dobio je potpuno drugačiju vremensku prognozu od prve.

Na početku su dve prognoze bile slične, ali kako je model vremenom napredovao, rezultati su postajali sve različitiji.

 

Šta se desilo?

 

Drastična razlika između dva predviđanja postoji zbog činjenice da je drugi put Lorencov računar zaokruživao podatke. Shvatio je da nekoliko naizgled beznačajnih desetina može vremenom može doneti ogromne promene. Lorenc je to uporedio sa vetrom koji mahanjem krilima prave leptirići u Brazilu, a u Teksasu to to može da izazove tornado.

Tako je nastala teorija haosa i efekta leptira, što pokazuje da veoma male varijacije koje mogu da deluju bezazleno, donose ogromne promene tokom vremena.

A to stvara osećaj haosa.

 

Teorija haosa

 

Teorija haosa predstavljala je veliki izazov za klasičnu fiziku, koja je vođena Njutnovom zakonima. Prema tim zakonima, ako su poznati početni uslovi objekta, njegovo buduće ponašanje može se predvideti sa relativnom lakoćom. Drugim rečima, to su deterministički zakoni. Zahvaljujući Njutnu, na primer, moguće je predvideti kretanje planeta ili putanju lopte.

Međutim, teorija haosa upozorava da će vrlo male početne varijacije tokom vremena onemogućiti predviđanja. U principu, Njutnovi zakoni kažu da, ako imate savršene podatke, možete da napravite predviđanja. Ali u praksi, teorija haosa nam govori da, pošto je nemoguće imati savršene podatke, posle određenog vremena postaje nemoguće praviti predviđanja.

„Torija haosa je revolucionarna, jer kaže da čak i za Njutnovu fiziku postoje slučajevi u kojima je, u principu, determinizam tačan, ali gde se, u praksi, sistem ponaša na tako nepredvidljiv način“, rekao je Pol Halpern, profesor fizike na Univerzitetu u Filadelfiji.

 

Haos, ali ne i poremećaj

 

Teorija haosa je princip koji se odnosi na ono što matematičari nazivaju «dinamički sistemi“. Dinamički sistem je skup događaja koji se vremenom menjaju ili razvijaju, kao što su vremenski uslovi ili stanovništvo grada. Kada je takav sistem veoma osetljiv na varijacije u početnim uslovima, on se zove haotičan sistem. Ali iako haos čini da stvari izgledaju nasumično, neuredno ili nepredvidivo, istina je da haos stvara obrasce.

Koliko god to izgledalo haotično, sistem sledi putanju ka određenim tačkama. Te tačke prema kojima se sistem kreće zovu se atraktori. U Lorencovom slučaju, na primer, kalkulacije koje je koristio za model stvorile su šablon koji je slučajno ličio na krila leptira. Set atraktora jednog sistema formira fraktale.

 

Fraktali

 

Fraktal je nešto što je „slično samom sebi“, kaže Halpern. To je matematički objekat u kojem, ako pažljivo pogledate fragment, taj deo izgleda kao ceo objekat. „Savršen fraktal je onaj koji kada zumirate vidite isto kao i kada ga odzumirate“, kaže stručnjak. „Neki od atraktora izgledaju kao fraktali.“

 

Dostići granicu

 

U svakodnevnom životu, teorija haosa „pomaže nam da znamo granice našeg znanja“, objašnjava Halpern. U meteorologiji, na primer, korisno je znati kada vremenske prognoze počinju da gube tačnost. Halpern takođe pominje da koncept modela koje su kreirali atraktori služi kao osnova za medicinska istraživanja.

U tim istraživanjima je cilj da se naprave predviđanja o tome šta bi moglo da se desi sa zdravljem osobe iz dobijenih podataka. Fraktali se koriste u razvoju digitalne tehnologije, telekomunikacija, proizvodnji slika visoke rezolucije, pa čak i u razvoju kosmoloških modela. A ako odemo dalje, teorija haosa dovodi nas do egzistencijalnih pitanja.

„To nam pokazuje da, iako imamo savršen determinizam, postoje praznine u našem znanju, u predviđanju budućnosti“, kaže Halpern.

Za neke je to argument da dokažu da slobodna volja postoji, ali to bi bila haotičnija rasprava.

 

BBC News na srpskom

3.7 3 glasova
Ocenite članak
Pratite diskusiju na ovu temu
Obavesti me
guest
0 Komentara
Inline Feedbacks
View all comments