Efect de fluture

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

În matematică și fizică , efectul fluture este un termen care întruchipează noțiunea mai tehnică de dependență sensibilă de condițiile inițiale , prezentă în teoria haosului . Ideea este că mici variații ale condițiilor inițiale produc variații mari în comportamentul pe termen lung al unui sistem .

Descriere

Origini și dezvoltare a teoriei

Edward Lorenz a fost primul, în 1962, care a analizat efectul fluture într-o lucrare publicată în 1963 pregătită pentru Academia de Științe din New York . [1] Potrivit acestui document, „un meteorolog a subliniat că, dacă teoriile ar fi corecte, un bat din aripile unui pescăruș ar fi fost suficient pentru a modifica cursul climei pentru totdeauna”. Lorenz a descoperit efectul atunci când a observat că în elaborarea unui model meteorologic cu date de stare inițiale rotunjite aparent irelevante, rezultatele analizelor cu date de stare inițiale neîngrădite nu vor fi reproduse. O mică modificare a condițiilor inițiale a creat un rezultat semnificativ diferit. În discursurile și scrierile ulterioare, Lorenz a folosit fluturele mai poetic, inspirat poate din diagrama generată de atrăgătorii Lorenz , care arată exact ca această insectă sau poate influențată de precedentele literare (deși există o lipsă de dovezi justificative). "Ar putea bate din aripi un fluture în Brazilia să provoace o tornadă în Texas?" a fost titlul unei prelegeri susținute de Lorenz în 1972.

Alan Turing , într-un eseu din 1950 , anticipa acest concept:

„Deplasarea unui singur electron cu o miliardime de centimetru la un moment dat ar putea însemna diferența dintre două evenimente foarte diferite, cum ar fi uciderea unui om cu un an mai târziu într-o avalanșă sau mântuirea sa”.

( Alan Turing, Calculating machines and intelligence , 1950 )

Prin urmare, o singură acțiune poate determina în mod imprevizibil viitorul: în metafora fluturelui se imaginează că o simplă mișcare a moleculelor de aer generate de baterea aripilor insectei poate provoca un lanț de mișcări ale altor molecule până la dezlănțuire. un uragan, poate la mii de kilometri distanță.

Modele matematice

Matematic, multe sisteme pot fi modelate cu ecuații diferențiale parțiale . Soluțiile acestor ecuații folosesc adesea funcții exponențiale și, prin urmare, chiar și o variație modestă a datelor de intrare afectează soluția cu o tendință exponențială, putând astfel modifica semnificativ tendința modelului în funcție de timp.

Efectul fluture în atractivul Lorenz
timp 0 ≤ t ≤ 30 coordonată z
TwoLorenzOrbits.jpg LorenzCoordinatesBig.png
Figurile prezintă două traiectorii care evoluează într-un spațiu tridimensional pentru aceeași perioadă de timp pe baza aceluiași Lorenz Attractor . Diferența dintre segmentul albastru și cel galben este că condiția inițială are o diferență de 10 -5 în raport cu coordonata z . Al doilea grafic indică diferența dintre cele două traiectorii; la început, traiectoriile sunt aproape coincidente, dar în momentul 23 există o divergență bruscă a traiectoriilor care se separă pentru o distanță analogă cu dimensiunea traiectoriilor în sine. Din prima imagine se poate observa că cele două traiectorii se termină în poziții radical diferite.

Consecința practică a efectului fluture este că sistemele complexe , cum ar fi vremea sau piața de valori , sunt dificil de prezis la scară oportună. Acest lucru se datorează faptului că orice model finit care încearcă să simuleze un sistem trebuie să elimine neapărat unele informații despre condițiile inițiale - de exemplu, atunci când se simulează vremea, nu este posibil să se includă și deplasarea cauzată de fiecare fluture individual. Într-un sistem haotic, aceste erori de aproximare tind să crească pe măsură ce simularea progresează în timp și, în cel mai bun caz, eroarea reziduală din simulare depășește rezultatul în sine. În aceste cazuri, în esență, predicțiile unei simulări nu mai sunt fiabile dacă sunt împinse dincolo de o anumită limită de timp.

Influența culturală

Unii cred că expresia „efect de fluture” a fost inspirată de una dintre cele mai faimoase povești de știință-ficțiune ale lui Ray Bradbury : [2] [3] [4] [5] Rumore di thunder ( A Sound of Thunder , in R is for Rocket ) [ 6] din 1952 , în care se imaginează că în viitor, grație unei mașini a timpului , sunt organizate safari pentru turiști. Într-o eră preistorică îndepărtată, un excursionist din viitorul pas pe un fluture, iar acest fapt provoacă un lanț de consecințe halucinante pentru istoria umană.

Cinema și televiziune

  • Până la sfârșitul lumii ( 1991 ), de Wim Wenders : o voce în off spune la începutul filmului: „Claire și-a schimbat direcția, schimbându-și viața pentru totdeauna, schimbând viața tuturor”.
  • „Destinul orb” sau „Șansa” (1981) de Krzysztof Kieślowski : Intriga filmului este împărțită în trei povești diferite care se succed în mod liniar, trei vieți ipotetice ale protagonistului Witek, toate generate de un accident fortuit în o gară.
  • Jurassic Park ( 1993 ), de Steven Spielberg : unul dintre protagoniști, matematicianul Ian Malcolm ( Jeff Goldblum ), folosește metafora pentru a explica teoria haosului paleobotanicii Ellie Sattler ( Laura Dern ): „Un fluture bate din aripi la Beijing și New York vine ploaia în loc de soare ”.
  • Lola Runs ( 1998 ), de Tom Tykwer .
  • Uși glisante ( 1998 ), de Peter Howitt .
  • Donnie Darko ( 2001 ), de Richard Kelly .
  • Scrubs - Doctors at the first ironers , serial de televiziune american creat de Bill Lawrence și produs din 2001 până în 2010 : al șaisprezecelea episod din al treilea sezon este intitulat My butterfly . În acest episod există două posibile evoluții diferite ale unor evenimente medicale cauzate de zborul unui fluture care aterizează pe doi pacienți diferiți.
  • The Butterfly Effect , un film științifico-fantastic din 2004 și continuările sale The Butterfly Effect 2 ( 2006 ) și The Butterfly Effect 3 ( 2009 ).
  • Before Tomorrow ( 2017 ) film thriller • mister • dramă, care tratează argumentul „efectului fluture” aplicat în viața unei liceene care descoperă efectele acțiunilor sale, pe baza romanului cu același nume de Lauren Oliver.
  • Trezirea tunetului ( Un sunet de tunet , 2005 ), un film science fiction inspirat din povestea cu același nume Bradbury.
  • Match Point ( 2005 ), de Woody Allen .
  • Heroes , un serial de televiziune științifico-fantastic creat de Tim Kring și produs din 2006 până în 2010 : al doilea episod al celui de-al treilea sezon este intitulat „ Efectul fluture ”.
  • Mr. Nobody ( 2009 ), de Jaco Van Dormael .
  • The Guardians of Destiny ( 2011 ), de George Nolfi , bazat pe nuvela Echipa de reparații Philip K. Dick .
  • Cloud Atlas (2012)
  • În episodul Codul Shakespearean al seriei de televiziune Doctor Who , Martha Johnes spune „[...] Ca în anumite filme! Dacă pășiți un fluture, schimbați viitorul lumii. ' referindu-se probabil la filmul din 2005 . Tot în Doctor Who , în episodul Turn Left, Donna Noble schimbă viitorul lumii prin întoarcerea mașinii în loc de dreapta. Făcând acest lucru, el nu se va întâlni niciodată cu doctorul.
  • Haven ( 2011 ): în cel de-al șaselea episod al celui de-al doilea sezon, protagonista este găsită să retrăiască în aceeași zi, dar cu variații semnificative datorită faptului că a fost conștientă de aceasta și a modificat astfel evenimentele. Pentru a explica ce se întâmplă cu ea, ea menționează efectul fluture, definindu-se fluturele cu acea ocazie.
  • How I Met Your Mother ( 2009 ): În cel de-al douăzeci și al doilea episod al celui de-al patrulea sezon, Ted își retrage ziua menționând că, dacă o serie de evenimente nu s-ar fi încurcat, el nu s-ar fi întâlnit cu Stella pe stradă și niciodată nu s-ar fi întâlnit a cunoscut-o.viitoare soție.
  • The Big Bang Theory ( 2012 ): în cel de-al optsprezecelea episod al sezonului al cincilea, în fața unui comportament neobișnuit al lui Sheldon, Leonard se întreabă dacă din întâmplare cineva, revenind în timp, nu a călcat pe un fluture, cu o referință clară la Povestea lui Ray Bradbury .
  • Fringe ( 2008 ), de JJ Abrams : al zecelea episod al celui de-al treilea sezon este complet axat pe efectul fluture. Datorită unei mici acțiuni a lui Peter, se succed o serie de evenimente care duc la moartea unui bărbat.
  • The Amazing World of Gunball : Cel de-al douăzeci și șaptelea episod din al treilea sezon este dedicat în întregime efectului fluture. Titlul italian este Effetto domino , cel englez, The Butterfly.

Bibliografie

  • Ivar Ekeland, Cum funcționează haosul. De la mișcarea planetelor la efectul fluture , Bollati Boringhieri, 2010
  • Vincenzo Villani, efect Butterfly. Știință între poezii, imagini și povești , Aracne, 2014
  • Andrea Falchi, efect Butterfly. Asimetria urii , Carmignani Editrice, 2015
  • Filippo Giorgi, Omul și fluturele. Șase întrebări la care să reflectăm pentru a înțelege schimbările climatice , Franco Angeli, 2018

Cărți de benzi desenate

  • Povestea Unchiului Scrooge din: Efectul fluturilor de misiune , publicată în patru episoade despre numerele Mickey Mouse 2796, 2801, 2804 și 2808: se bazează în întregime pe efectul fluture.
  • În unele povești Marvel , efectul fluture este menționat și este sursa „Ce-ar fi dacă ...?” (literalmente „Ce se întâmplă dacă ...?”) unde poveștile clasice Marvel sunt supărate de niște mici schimbări.

Muzică

  • Butterflies & Hurricanes , single Muse inclus în albumul Absolution din 2003 .
  • Beats of butterfly wings , o melodie a lui Jovanotti și Michael Franti inclusă în albumul Ora din 2011 .
  • Piesa Nu pune mâinile în buzunare de Caparezza : este menționat efectul fluture. Povestea care încadrează albumul în dimensiunile haosului meu se bazează pe efectul fluture.
  • Cântecul Butterfly Effect al lui Travis Scott
  • Melodia Instant Nostalgia de Dargen D'Amico : este menționat efectul fluture.
  • Un grup spaniol funky / pop se numește Efecto mariposa (cunoscut și sub numele de Butterfly Effect ).
  • Melodia Mariposa ( Fluture ) a grupului pop spaniol La Oreja de Van Gogh este inspirată de efectul fluture.
  • Piesa L'effet papillon ( Efectul fluture ) al cântăreței franceze Bénabar amintește în mod explicit efectul fluture.
  • Grupul olandez Dope DOD a intitulat o melodie The butterfly effect .
  • Butterfly Effect este numele celui de-al șaselea album de studio al A Toys Orchestra , lansat în octombrie 2014.
  • Piesa lui Mistaman Centouno Barre conține o referire la efectul fluture.
  • Butterfly Effect este numele celei de-a șasea piese de pe albumul IENA al lui Clementino .
  • WINGS , album de BTS (Bangtang Boys), grupul Kpop. Conceptul întregului album face referiri la efectul fluture. Acesta din urmă este prezent și în celelalte MV-uri.

Anime

Jocuri video

Viața este ciudată

Până în zori

Notă

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Matematica Portalul de matematică : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de matematică