Chaos Theory Simplified: Just Follow The Bouncing Droplet

To forskere har skapt en slående enkel modell av kaotisk oppførsel, der variasjoner i innledende forhold blir så sammenflettet og forstørret av systemets dynamikk at utfallet ser ut til å være uforutsigbart tilfeldig. Teamet, da basert På Massachusetts Institute Of Technology (Mit), gjorde dette ved å hoppe en liten dråpe på en såpefilm, ved hjelp av en billig høyttaler for å kjøre miniatyrtrampolinen.Fysiker Tristan Gilet, da en besøksstudent Ved Mit fra Universitetet I Liè I Belgia, Og John Bush, en mit-matematiker, ble fascinert av de siste «vakre forsøkene som så på dråper som hoppet på et væskebad,» Sier Bush. Et av disse forsøkene, Som Gilet medforfatter, viste dråper som svever og til og med ruller over et oljebad uten å falle inn.Hva forskerne som utførte disse forsøkene ikke kunne gjøre, Sier Bush, » var å beskrive den hoppende dynamikken spesielt godt, fordi den er mer kompleks—de må beskrive strømmen i dråpen, i det underliggende badet og i det mellomliggende luftlaget.»For å forenkle systemet, Bush Og Gilet besluttet å gi avkall på bad og se på oppførselen til dråper på en film.det de fant var at dråpens oppførsel var nøyaktig beskrevet av en enkelt matematisk ligning, en ren avtale mellom observasjon og teori Som Bush kaller ganske sjelden. «En enkel ligning beskriver i utgangspunktet systemet nøyaktig,» Sier Bush. «Vanligvis i fysikk har man en divergens mellom eksperimenter og teori.»
Kontrollere filmens vibrasjon med en $100 høyttaler, var forskerne i stand til å modulere periodiciteten, eller syklisk natur, av dråpens sprett. Og Ved å øke amplituden til filmens vibrasjon, Sier Bush, kan Han og Gilet gjøre perioden «lengre og lengre og lengre, og til slutt blir det så lenge at det blir effektivt uendelig og overgår til en kaotisk tilstand.»Med andre ord, på det tidspunktet blir hoppingen i hovedsak uforutsigbar, ettersom noen usikkerheter i opprinnelig tilstand overtar. Kaosteori, Sier Bush, er » egentlig ganske enkelt en erklæring om mangel på presisjon på de opprinnelige forholdene til et system. Så med mindre du vet de nøyaktige innledende forholdene til et system, vil enhver usikkerhet forsterkes, og du vil miste prediktiv kraft.»Slike kaotiske systemer spiller inn i beskrivelsen av finansmarkeder og værmønstre, som i den berømte sommerfugleffekten, hvor slag av en sommerfuglvinger teoretisk kan forårsake nok av en atmosfærisk forstyrrelse for å endre senere værutfall betydelig.Matthew Hancock, en postdoktor i biomedisinsk ingeniørfag Ved Brigham And Women ‘ S Hospital I Boston, som ikke medforfatter papiret, men hvis Innspill Bush og Gilet anerkjenner i sluttnotene, sier studien «beskriver et ekstremt elegant eksempel på et kaotisk system, som snart skal vises i lærebøker.»Hancock roser eksperimenterne for å koke ned studiet av kaosteori til en klar og påviselig form. «Vanligvis blir kaos studert i ligninger som er en grov forenkling av et fysisk system,» sier han. «Her kommer det fram av en nøyaktig beskrivelse av dynamikken.»

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.