dwóch naukowców stworzyło uderzająco prosty model chaotycznego zachowania, w którym zmiany warunków początkowych stają się tak splątane i powiększone przez dynamikę systemu, że wynik wydaje się być nieprzewidywalnie losowy. Zespół, następnie z Massachusetts Institute of Technology (M. I. T.), zrobił to, odbijając maleńką kropelkę na folii mydlanej, używając niedrogiego głośnika do kierowania miniaturową trampoliną.
fizyk Tristan Gilet, wówczas student z Uniwersytetu w Liège w Belgii, i John Bush, matematyk z M. I. T., byli zaintrygowani niedawnymi „pięknymi eksperymentami patrzenia na krople odbijające się na kąpieli płynnej”, mówi Bush. Jeden z tych eksperymentów, którego Gilet był współautorem, wykazał, że krople unoszą się, a nawet przewracają się nad kąpielą olejową bez wpadania.
to, czego naukowcy przeprowadzający te eksperymenty nie mogli zrobić, mówi Bush, „było szczególnie dobrze opisać dynamikę odbijania, ponieważ jest ona bardziej złożona—muszą opisać przepływ w kropli, w leżącej poniżej kąpieli i w pośredniej warstwie powietrza.”Aby uprościć system, Bush i Gilet postanowili zrezygnować z kąpieli i przyjrzeć się zachowaniu kropel na filmie.
odkryli, że zachowanie kropli zostało dokładnie opisane przez jedno równanie matematyczne, czyste porozumienie między obserwacją a teorią, którą Bush nazywa dość rzadkością. „Jedno proste równanie zasadniczo dokładnie opisuje system”, mówi Bush. „Typowo w fizyce istnieje rozbieżność między eksperymentami a teorią.”
kontrolując wibracje filmu za pomocą głośnika za 100 dolarów, naukowcy byli w stanie modulować cykliczność lub cykliczność odbicia kropli. Zwiększając amplitudę wibracji filmu, Bush mówi, że on i Gilet mogą uczynić ten okres ” dłuższym i dłuższym i dłuższym, a w końcu staje się tak długi, że staje się nieskończony i przechodzi w stan chaosu.”Innymi słowy, w tym momencie odbijanie staje się zasadniczo nieprzewidywalne, ponieważ wszelkie niepewności w stanie początkowym przejmują kontrolę.
Teoria Chaosu, jak twierdzi Bush, jest „tak naprawdę po prostu stwierdzeniem braku precyzji warunków początkowych systemu. Więc jeśli nie znasz dokładnych warunków początkowych systemu, każda niepewność zostanie wzmocniona i stracisz moc predykcyjną.”Takie chaotyczne systemy wchodzą w grę w opisywaniu rynków finansowych i wzorców pogodowych, jak w słynnym efekcie motyla, w którym uderzenie skrzydeł motyla może teoretycznie spowodować wystarczająco dużo zakłóceń atmosferycznych, aby znacząco zmienić późniejsze wyniki pogodowe.
Matthew Hancock, doktor habilitowany inżynierii biomedycznej w Brigham and Women ’ s Hospital w Bostonie, który nie był współautorem artykułu, ale którego wkład Bush i Gilet potwierdzają w notatkach końcowych, mówi, że badanie „opisuje niezwykle elegancki przykład chaotycznego systemu, który wkrótce powinien pojawić się w podręcznikach.”
Hancock chwali eksperymentatorów za sprowadzenie studiów nad teorią chaosu do jasnej i dającej się udowodnić formy. „Zazwyczaj chaos jest badany w równaniach, które są jakimś rażącym uproszczeniem układu fizycznego” – mówi. „Tutaj wyłania się z dokładnego opisu dynamiki.”