Интерьер и декор

Эффект бабочки и теория хаоса - интересные факты. Что такое "эффект бабочки"

Эффект бабочки

Эффект бабочки - термин в естественных науках, обозначающий свойство некоторых хаотичных систем. Незначительное влияние на систему может иметь большие и непредсказуемые последствия где-нибудь в другом месте и в другое время.

История термина

Детерминировано-хаотические системы чувствительны к малым воздействиям. В хаотическом мире трудно предсказать, какие вариации возникнут в данное время и в данном месте, ошибки и неопределённость нарастают экспоненциально с течением времени. Лоренц Эдвард Нортон назвал это явление "эффектом бабочки": бабочка, взмахивающая крыльями в Айове , может вызвать лавину эффектов, которые могут достигнуть высшей точки в дождливый сезон в Индонезии («эффект бабочки» вызывает и аллюзию к рассказу 1952 года Р. Брэдбери «И грянул гром », где гибель бабочки в далёком прошлом изменяет мир очень далекого будущего. Также можно увидеть аллюзию к сказке братьев Гримм «Вошка и блошка», где ожог главной героини в итоге приводит к всемирному потопу).

«Небольшие различия в начальных условиях рождают огромные различия в конечном явлении… Предсказание становится невозможным» (А. Пуанкаре , по: Хорган, 2001).

См. также

Эффект снежного кома
Конец Вечности (роман американского писателя-фантаста Айзека Азимова , в котором рассказывается об организации, использующей эффект бабочки для изменения реальности)

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Эффект бабочки" в других словарях:

Эффект бабочки: Откровение Butterfly Effect: Revelation Жанр драма, кинофантастика Режиссёр Сет Гроссман Продюсер Стефани … Википедия

эффект бабочки - свойство хаотических систем, заключающееся в том, что незначительное влияние на систему может иметь выраженные и непредсказуемые эффекты в другом месте и в другое время … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

ЭФФЕКТ БАБОЧКИ - (англ. butterfly effect) термин, метафорически отражающий возможность серьезных последствий незначительных и непредсказуемых событий. Л. Росс и Р. Нисбетт объясняют его происхождение ссылкой на высказывание оставшегося анонимным метеоролога о том … Большая психологическая энциклопедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Эффект бабочки (значения). Эффект бабочки 2 The Butterfly Effect 2 … Википедия

Эффект бабочки 2 The Butterfly Effect 2 Жанр фантастика / драма Режиссёр Джон Леонетти Продюсер А. Дж. Дикс … Википедия

Butterfly Effect: Revelation Жанр драма, кинофантас … Википедия

Эффект бабочки (англ. The Butterfly Effect): Эффект бабочки понятие из теории хаоса Эффект бабочки украинская рок группа из Черкасс «The Butterfly Effect» альбом португальской метал группы Moonspell Телевизионные фильмы: «Эффект бабочки» 1 я … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Эффект бабочки (значения). Эффект бабочки The Butterfly Effect … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Эффект бабочки (значения). Эффект бабочки 3: Откровения Butterfly Effect 3: Revelations … Википедия

Эффект Эффект бабочки (значения) Эффект свидетеля (психология) Эффект Slashdot Эффект красных глаз Эффект «Пионера» Эффект «свидетеля» (радиобиология) Эффект «текучего клина» Эффект Ааронова Бома … Википедия

Книги

Эффект бабочки , Наталия Борисова. Сколько в человеке может быть сущностей? Потаённых мыслей, невысказанных слов, скрываемых эмоций… В каждом человеке находится целый мир, пошатнуть который можети лёгкое прикосновение крыльев… электронная книга
Эффект бабочки. Израиль – Иран: от мира – к войне, от дружбы к ненависти , Эфраим Баух. Очерки, составившие эту книгу, были написаны, первоначально, для газеты. В чем-то они сиюминутны, в чем-то публицистичны… Прошло несколько лет. Уже новый лидер выбран в Иране. Его считают…

65 лет назад вышел рассказ классика американской фантастики Рэя Брэдбери «И грянул гром». В нем описывалось путешествие в далекое прошлое, где один из героев случайно раздавил бабочку. Это привело к непредсказуемым последствиям, в корне изменив будущее.В начале 60-х годов прошлого века молодой ассистент факультета метеорологии Массачусетского технологического института Эдвард Лоренц получил ряд необычных диаграмм. Их форма напоминала крылья бабочки, и большой любитель фантастики Лоренц тут же назвал открытую им закономерность эффектом бабочки. Вскоре это стало универсальным понятием, объясняющим многие загадочные явления, когда незначительные события приводят к грандиозным последствиям вроде тайфунов, масштабных эпидемий или схода колоссальных ледников с купола Антарктиды.

Ошибки круглых величин

На самом деле эффект бабочки является далеко не простой идеей, следующей из очень сложной математической теории хаоса. Все началось с того, что Лоренц попытался создать набор компьютерных программ, которые могли бы предсказывать долговременные погодные изменения. Как-то раз он не стал округлять тысячные доли метеорологических величин, таких как сила ветра, влажность и атмосферное давление. Неожиданно это привело к феноменальному результату. Оказалось, что эти крошечные изменения данных полностью поменяли долгосрочный прогноз.

Целое десятилетие Лоренц дорабатывал свою теорию, но известной она стала благодаря решительности другого метеоролога. В 1972 году состоялась престижная международная конференция, но Лоренц не успел представить название доклада. Времени совсем не оставалось, и это смело сделал его коллега, дав работе совсем неакадемическое название «Прогнозирование: взмах крыльев бабочки в Бразилии вызовет торнадо в Техасе?». Именно с этого момента и началось бурное обсуждение эффекта бабочки Лоренца.

В той давней работе Лоренц попытался доказать, что далеко идущие последствия незначительных атмосферных аномалий составляют сразу две интереснейшие проблемы. Во-первых, не стоит критиковать метеопрогнозы и издеваться над синоптиками, ведь получается, что создать точную долгосрочную карту погоды практически нереально. Во-вторых, во многих процессах просто невозможно -поймать бабочку» и выявить тот переломный момент, который приводит к реальному конечному результату.

Вообще говоря, многие философы с большим опасением относятся к бабочкам Лоренца, ведь если небольшие неточности в каких-то природных явлениях имеют такое огромное значение, то можно утверждать, что наш мир в чем-то совершенно непредсказуем…

Рождение и гибель торнадо

По диаграммам Лоренца неисчислимое количество природных взаимосвязей может не только вызвать торнадо взмахом крыльев бабочки, но и погасить ураган в самом зародыше. Таким образом, если человек вмешивается в окружающую природу, например, нарушая экологическое равновесие, то мы вряд-ли когда-нибудь достоверно узнаем, что произошло бы в альтернативном сценарии «Земля без людей». И все это потому, что все последующие перемены очень трудно отследить и восстановить последовательность событий.

Еще при жизни Лоренц горестно заметил, что большинство окружающих его климатологов воспринимают его оригинальные построения с точностью до наоборот. Важнейшей мыслью в теории Лоренца является то, что мы как раз и не можем с легкостью отследить значимое событие и его связь с настоящим. Утверждая, что взмах крыльев бабочки может вызвать шторм, мы должны тут же перейти к следующему вопросу: как можно с уверенностью утверждать, что именно данная атмосферная аномалия вызвала рождение, а не гибель сокрушительного торнадо? Получается, что исследования Лоренца дают возможность по-новому посмотреть на проблему причинно-следственных связей, но совсем не содержат простых ответов по предвидению будущего.

Загадки кухни погоды

Как метеоролог Лоренц пытался объяснить с помощью открытого им феномена многие загадки кухни погоды. По его смелому предположению, причиной мощнейших штормов, рождающихся в Мексиканском заливе, может быть небольшая погодная аномалия в южной Атлантике.

Уже после смерти ученого в 2008 году ряд латино-американских синоптиков попытались связать эффект бабочки с удивительным тихоокеанским явлением Эль-Ниньо. Непонятным образом эта периодическая атмосферная аномалия как-то влияет на рождение сокрушительных торнадо, приносящих многомиллиардные убытки южным штатам США.

При этом многие американские конспирологи просто уверены, что на секретных полигонах Пентагона давно уже пытаются вывести «метеобабочек», способных вызвать бури в различных частях света. Во всяком случае это может быть реальным запалом для гипотетического «климатического оружия», о котором много говорят в последнее время.

Главный параметр здесь — ураганный ветер как одно из направлений исследований физики атмосферы. Эта наука уже много лет пытается предсказывать траектории движения воздушных вихрей, однако до сих пор не может спрогнозировать их силу, а значит, и масштаб возможных разрушений.

Уравнение урагана

Вот уже четверть века метеорологи упорно трудятся над созданием достоверных компьютерных моделей непогоды. Камнем преткновения тут служит так называемое уравнение урагана, которое никак не удается решить исходя из классических представлений о механизме его образования. Можно представить, что мощный ураган формируется где-то в юго-восточной части Карибского моря. Там потоки теплого и влажного воздуха встречаются с холодными ветрами, дующими с Анд. Происходит интенсивная конденсация водяных паров с формированием мощного облачного покрова. Однако если мы попытаемся задать все нужные параметры, у нас никак не получится определить курс и рост силы ветра. В частности, расчетная скорость ветра всегда будет намного ниже, чем в действительности.

Хорошо известно, что чем сильнее ветер, тем больше волны на поверхности воды. Волны здесь выступают как естественная -шероховатость» водной поверхности, о которую и -трутся» воздушные потоки. Между тем если рассматривать баланс между поступлением энергии и ее поглощением за счет трения, то получается, что чем сильнее ветер, тем масштабнее будет это поглощение. То есть волны должны гасить ветер, совсем как в названии культового произведения братьев Стругацких, однако в действительности этого не происходит.

Гипотеза российских геофизиков

В конце прошлого века группа сотрудников отдела нелинейных геофизических процессов Института прикладной физики РАН из Нижнего Новгорода высказала очень необычную гипотезу. Основываясь на принципах теории Лоренца, они предположили, что сопротивление поверхности океана парадоксально падает при усилении ветра.

Потом, в 2003 году, в журнале Nature вышла статья американского исследователя Керри Эммануэля, описывающего подобное явление. В своих выводах он опирался на многолетние данные скорости ветра внутри тропических циклонов с помощью падающих GPS-зондов Центра наблюдений за ураганами Национального управления океанических и атмосферных исследований США. На основе обобщения результатов этих измерений выяснилось, что коэффициент сопротивления морской поверхности значительно ниже величины, получаемой в расчетах обычных ветров.

Российские ученые исследуют -бабочек, порождающих ураганы» на уникальной установке «Комплекс крупномасштабных геофизических стендов», состоящей из бассейна с высокоскоростным ветроволновым каналом. Сегодня этот комплекс входит в перечень установок национальной значимости России.

Сачок для ловли «ураганных бабочек»

Эксперименты нижегородских геофизиков дали удивительные результаты. С помощью высокоскоростной видеокамеры, снимающей до полумиллиона кадров в секунду, удалось зафиксировать удивительные процессы рождения ураганных бабочек. Так возникло понимание механизма возникновения ураганных ветров в зародыше бури. Стало ясно, что на определенном этапе воздушные потоки растущего тайфуна несутся над волнами, как глиссер на подводных крыльях или колоссальный экраноплан. При этом масса воздуха образует над волнами -пенную подушку- из сплошных барашков, которая сглаживает волнение. При этом сопротивление воздушным потокам над морской поверхностью резко падает.

Ученые пересчитали капли и поняли, что найден самый эффективный механизм генерации брызг, который сильно меняет картину возникновения ураганов. Раньше считалось, что брызги образуются при разрыве всплывающих пузырьков и их количество несоизмеримо меньше. Оказалось, что если пересчитать на натурные условия результаты нижегородского лабораторного эксперимента, то становится понятным образование ураганных ветров. Ученые поняли, что является эффективным механизмом поступления энергии в чудовищной силы ветер, и вплотную приблизились к прогнозированию разрушительной способности того или иного урагана.

Впрочем, «бабочки Лоренца» были найдены и в очень далеких от метеорологии науках.

Объяснение понятия эффекта бабочки и примеры из жизни.

Теория хаоса – область, которая соединяет математику и физику. В основе понятия лежит то, что на поведение и развитие сложных систем, существенно влияют начальные условия и незначительные изменения. Даже небольшие корректировки могут существенно повлиять на результат.

Эффект бабочки – это мелочь, которая может существенным образом изменить течение событий. Проще говоря, даже небольшой взмах крыльев бабочки может сместить торнадо и задать ему направление. Поэтому каждая мелочь в огромной системе имеет значение.

Много физиков, еще до появления теории хаоса и объяснения ее, обращали внимание на тот факт, что даже незначительные изменения могут привести к огромным последствиям. Они обратили внимание, что если не округлять числа или проводить округление, получаются числа существенно между собой отличающиеся. Поэтому пренебрегать ими нельзя.
Этот термин стал популярным в 2004 году после ряда газетных публикаций. Позже вышел фильм, который несколько исказил понятия эффекта бабочки. Герои фильма возвращались в прошлое и меняли события, что приводило к изменению будущего. На самом деле, даже если ничего не менять, будущее не может быть одинаковым из-за чрезмерной сложности системы.
Еще одним из основных свойств хаоса является экспоненциальное накопление ошибки. Согласно квантовой механике начальные условия всегда неопределенны, а согласно теории хаоса – эти неопределенности будут быстро прирастать и превысят допустимые пределы предсказуемости.
Второй вывод теории хаоса – достоверность прогнозов со временем быстро падает. Данный вывод является существенным ограничением для применимости фундаментального анализа, оперирующего, как правило, именно долгосрочными категориями.

Название придумал известный метеоролог и физик Эдвард Лоуренс. Хотя изначально в 1952 году вышел в свет рассказ писателя Брэдбери. Именно в данном рассказе писатель описал, что раздавленная бабочка повлияла на выборы президента. И вместо нормального кандидата избиратели выбрали фашиста. Таким образом, Лоуренс научно объяснил данный эффект.
Он считал, что взмах крыльев бабочки в Бразилии может стать причиной губительного торнадо в Америке.
Хотя несколько позже сам ученый отрицал свою теорию. Если бы она была верной, то взмах крыльев чайки мог бы полностью изменить погоду и все прогнозы являлись бы бесполезными.

Жизнь сама по себе является хаотичной, и даже небольшие изменения могут привести к ужасным последствиям. Существует масса примеров тому.

Примеры эффекта бабочки в жизни:

Снос Берлинской стены. Это случилось из-за неправильной трактовки пресс-секретарем нового закона. В документе указывалось, что некоторым восточным немцам иногда можно посещать западный Берлин. Но в законе не было четко прописано тонкостей. Поэтому решили, что закон касается всех немцев и в одно время масса народа решила пересечь границу. Так как пограничники были обескуражены, недовольство среди масс росло. Огромное количество людей просто снесло стену, чтобы пересечь границу.
Вторая мировая война . История действительно показательная. В 1918 году один британский солдат не убил раненного немца и примерно через 20 лет этот немец стал причиной второй мировой войны. Если бы военный застрелил тогда Гитлера, войны могло бы и не быть.
Возникновение терроризма. Все началось с убитой собаки, которую член городского совета накормил едой со стеклом. Маленький мальчик, который был хозяином собаки, всем в округе рассказал про смерть пса и виновника. Таким образом, член городского совета не попал в Конгресс. После этого случая мальчик стал интересоваться политикой и уже, будучи взрослым, попал в Конгресс. Он стал организатором американской помощи для афганцев. Таким образом, войну выиграли моджахеды, дав начало организациям Талибан и Аль-Каида. Это стало точкой отправления террористических актов.

Как видите, сложную систему контролировать невозможно и даже незначительные изменения могут привести к пагубным последствиям.

Эван узнаёт, что его дед также мог перемещаться во времени и, как и его отец, был признан сумасшедшим.
Мать Эвана рассказывает, что до его рождения была беременна дважды, и оба ребёнка родились мёртвыми. То есть подразумевается, что способности отправляться в прошлое передаются по наследству (эта идея упоминается во второй части фильма). Мертворождённые дети сначала рождались и жили своей жизнью, но, выяснив, что изменение прошлого приводит к ещё более худшим последствиям (эта идея развернута во второй и третьей частях фильма), приняли решение вернуться в утробу матери и убить себя. В конечном счёте это сделал и Эван в альтернативном финале.
Эван с матерью идут к гадалке, которая говорит, что у Эвана нет линии жизни.
В тюрьме заключённые приходят ночью в камеру к Эвану, чтобы изнасиловать его. На следующий день заключённые публично читают дневники Эвана.
Более длинный разговор Эвана с матерью, находящейся в больнице.
В канадской версии фильма присутствуют сцены с обнажённой натурой.

В современных естественных науках есть термин «эффект бабочки», что это значит, описал Эдвард Лоренц, один из создателей «теории хаоса». Термин прижился в популярной культуре. Возможно, это было связано с тем, что у людей возникала ассоциация с рассказом Рэя Брэдбери, где гибель бабочки в Мезозое изменила человеческую историю. Или с одноименным фильмом, вышедшим в 2004 году, герой которого пытается изменить прошлое.

Что такое эффект бабочки

За полтора столетия до появления этого термина немецкий философ Иоганн Фихте в «Назначении человека» писал, что невозможно удалить одну песчинку, чтобы это не вызвало изменений во всех частях необъятного целого.

Эдвард Лоренц высказал предположение, что какое-либо незначительное событие может иметь масштабные последствия. Он остроумно предположил, что взмах крыльев бабочки в одной части мира вызовет мощный ураган в другой.

В 1961 году молодой ассистент Массачусетского университета Лоренц создал компьютерную программу. Она должна была давать разные прогнозы погоды. Однажды он немного изменил показатели, которые отражали метеорологические условия, но это привело к изменению всех показаний прогноза.

Через восемь лет Эдвард Лоренц выступил на заседании Американской ассоциации по содействию науке о прогнозировании с докладом, в заголовке которого поместил вопрос: может ли взмах крыльев бабочки в Бразилии привести к торнадо в американском штате Техас. Ученый выделил две ключевые проблемы теории:

Практическую ограниченность прогнозов погоды на долгосрочный период.
Невозможность обнаружить ключевой момент, который вызовет определенный результат.

Лоренц обратил внимание, что в природе существует множество взаимосвязей. Человек не знает всех условий, которые нужны для правильного прогноза. Из-за этого мы не можем определить: приведет ли взмах крыльев насекомого к возникновению шторма или, напротив, его предотвратит. Человек не может определить, к каким последствиям приведут его действия, потому что не знает, что было бы без его вмешательства.

Одна из основных идей Эдварда Лоренца заключалась в абсолютной непредсказуемости мира, где изменения могут вызвать разные величины любых переменных и неспособность людей их достоверно выявить.

Эффект бабочки и массовая культура

Неизвестно, как Лоренцу пришла в голову идея использовать образ бабочки для демонстрации своей теории. Возможно, на него повлиял знаменитый рассказ Рэя Брэдбери, опубликованный в 1952 году. Фабула произведения известна многим.

Частная компания организует туры в Мезозой, где путешественники идут по проложенной над землей тропе. Они могут поохотиться на динозавров, но для них заранее отбирают особей, которые все равно бы умерли вскоре после этого. Герои носят скафандры, чтобы не смешать воздух своего времени с доисторическим, и удаляют из тел убитых рептилий свои пули.

Проводник произносит монолог о том, к чему может привести убийство одного существа в Мезозойской эре. Один из путешественников, запаниковав, сходит с тропы и случайно убивает бабочку. Вернувшись в свою эпоху, герои видят, что их мир изменился.

В массовой культуре «эффект бабочки» стал метафорой о том, как незначительные, на первый взгляд, события меняют ход человеческой жизни и самой истории. В 2004 году вышел одноименный фильм Эрика Бресса. Слоганы картины говорили о глобальных последствиях незначительных и единичных событий (например – «Изменишь одно – изменится все»).

Главный герой этой картины – молодой человек по имени Эван. Он пережил ряд неприятных событий в своей жизни, которые не помнит, но которые отразились в его дневнике. Через страницы дневника Эван может попадать в прошлое и менять ход событий. Он раз за разом пытается изменить события, которые случились в детстве с ним, его подругой Келли, ее братом и их другом. Но каждое изменение, кроме положительных результатов, влечет за собой и роковые последствия.

Эффект бабочки – красивая теория, показывающая сложность нашего мира. Она предостерегает людей от того, чтобы слишком детерминировать события вокруг. Особенность использования их в популярной культуре – абсолютизация того или иного события, которое вызывает целый ряд других.