Während Schmetterlingsflügel können verwendet werden, um einige erstaunliche Dinge zu tun, haben sie wirklich die Macht, das Wetter zu ändern? Die Antwort könnte Sie überraschen.
Chaos droht, also halte dich fest.
Was ist die einfache Erklärung des Schmetterlingseffekts?
Eine der besten Möglichkeiten, eine komplexe Idee zu verstehen, besteht darin, eine leicht verständliche Metapher zu erstellen. Im Fall von Chaos-Theorie, der Begriff " Der Schmetterlingseffekt" wurde erstellt, um genau so etwas zu versuchen.
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Die Metapher lautet:
"Löst der Flügelschlag eines Schmetterlings in Brasilien einen Tornado in Texas aus?"
Es soll nicht heißen, dass dies tatsächlich passieren könnte, nur dass ein kleines Ereignis wie dieses zur richtigen Zeit und am richtigen Ort theoretisch eine Reihe von Ereignissen auslösen könnte, die letztendlich in der Bildung eines Hurrikans gipfelnauf der anderen Seite der Erde.
Dies wurde von einem geprägtEdward Lorenz Vor fast 45 Jahren während der 139. Sitzung des Vereins zur Förderung der Wissenschaft. Es sollte sich als sehr beliebt erweisen und wird seitdem von der Populärkultur angenommen.
Lorenz war Meteorologie-Professor am MIT. Er hat das Konzept entwickelt, aber nie beabsichtigt, es so anzuwenden, wie es allzu häufig verwendet wird.
Obwohl es als Konzept ein wenig lächerlich klingt, ist es nicht wörtlich zu nehmen." Der Schmetterlingseffekt" Metapher soll einfach zeigen, dass kleine unbedeutende Ereignisse im Laufe der Zeit zu signifikanten Ergebnissen führen können.
Um es anders auszudrücken, kleine Abweichungen in den Anfangsbedingungen können tiefgreifende und stark divergierende Auswirkungen auf ein System haben. Solche chaotischen Systeme sind von Natur aus unvorhersehbar.
Diese Idee wurde die Grundlage für einen Zweig der Mathematik, der als bekannt istChaos-Theorie, das seit seiner Einführung in unzähligen Szenarien angewendet wurde.
Dieser Zweig der Mathematik stellt einige grundlegende Gesetze der Physik in Frage. Insbesondere die von Sir Isaac Newton vorgeschlagenen über die mechanische und vorhersagbare Natur der Universum.
Ähnlich forderte Lorenz Pierre-Simon Laplace heraus, der argumentierte, dass Unvorhersehbarkeit keinen Platz im Universum habe, und behauptete, dass, wenn wir alle physikalischen Naturgesetze kennen würden, „nichts ungewiss wäre und die Zukunft wie die Vergangenheit wäre“.[unseren] Augen präsentieren.“
Lorenz wies schnell darauf hin, dass eines unserer Hauptprobleme die Ungenauigkeit unserer Messgeräte für Dinge wie physikalische Phänomene ist. Daher können wir nur hoffen, eine fundierte Schätzung oder Annäherung an Ereignisse anzustellen.
Dies gilt insbesondere für hochkomplexe Systeme wie Wettermuster. Während Theorien in anderen Wissenschaftsbereichen wie Physik, versuchen Sie die Natur zu modellieren, im wirklichen Leben sind es komplexe Systeme.
Die meisten Dinge in der Natur sind in der Regel das Ergebnis vieler miteinander verbundener und voneinander abhängiger Ursache-Wirkungs-Beziehungen. Das bedeutet, dass sie unglaublich komplex sind und in der Praxis wahrscheinlich nie angemessen gelöst werden können.
Was ist der Schmetterlingseffekt für Dummies?
Das erste, was zu verstehen ist, ist das " Der Schmetterlingseffekt" ist nur eine Metapher für ein Gebiet der Mathematik namens Chaostheorie.
Die Chaostheorie ist im Grunde die Wissenschaft der Überraschungen, des Nichtlinearen und des Unvorhersehbaren. Die Theorie lehrt jeden, der sie lernt, dass wir das Unerwartete erwarten sollten.
In diesem Sinne steht es in direktem Gegensatz zu den meisten anderen Wissenschaftsgebieten, die dazu neigen, sich mit vorhersagbaren Mustern zu befassen, um genaue Vorhersagen von Dingen zu treffen.
Schließlich, Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit des wissenschaftlichen Prinzips sind eine seiner Grundlagen. Grundlegende Dinge wie Schwerkraft, Elektrizität und chemische Reaktionen sind Paradebeispiele.
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Die Chaostheorie fordert uns in diesem Fall auf, die Idee, Dinge mit echter Sicherheit vorhersagen zu können, aus dem Fenster zu werfen – zumindest für hochkomplexe Systeme. Sie befasst sich mit dem Nichtlinearen, das von Natur ausunmöglich vorherzusagen oder mit wirklicher Sicherheit zu kontrollieren.
Es ist einfach zu unpraktisch, jeden Datenpunkt in einem System jemals mit perfekter Präzision zu kennen. Außerdem können wir nicht bis zum Anfang der Zeit zurückgehen, um jeden Datenpunkt aufzuzeichnen und zu verfolgen.
Wir einfachkann nicht alles wissen oder sogar jemals hoffen.
Im Grunde können wir solche Dinge immer nur nach bester Schätzung annähern. Wir können nie 100% richtig sein, da selbst kleine Anfangsunterschiede das Ergebnis stark verfälschen könnten, da sich die Fehler jedes Modells, jeder Gleichung oder eines Algorithmus ansammeln werdenZeit.
Turbulenz, Wetter und sogar die Börse sind solche Systeme.
"Soweit sich die Gesetze der Mathematik auf die Realität beziehen, sind sie nicht sicher, und soweit sie sicher sind, beziehen sie sich nicht auf die Realität." - Albert Einstein
Viele natürliche Objekte neigen auch dazu, die Ergebnisse der komplexen Interaktionen zu zeigen, die zu ihrer Entstehung geführt haben. Dinge wie Landschaften, Wolken, Bäume und Flusssysteme weisen sogenannte fraktale Eigenschaften auf.
Fraktale sind endlose Muster die dazu neigen, unendlich komplex zu sein, die auch dazu neigen, auf verschiedenen Skalen selbstähnlich zu sein. Sie entstehen durch immer wieder wiederholtes Wiederholen eines einfachen Prozesses in einer Rückkopplungsschleife.
Fraktale sind rekursiv getrieben Bilder dynamischer Systeme – die Bilder des Chaos. Wenn man sich die Natur genau ansieht, wird man schnell feststellen, dass es sich um ein sehr verbreitetes Phänomen handelt.
Indem wir verstehen, dass unsere Ökosysteme, unsere sozialen Systeme und unsere Wirtschaftssysteme miteinander verbunden sind, können wir hoffen, Handlungen zu vermeiden, die unserem langfristigen Wohlergehen schaden könnten.
Was ist der Ursprung von "The Butterfly Effect"?
"Der Schmetterlingseffekt" ist kein Ding an sich. Es ist nur eine Metapher für das Prinzip der Chaostheorie.
Technisch gesehen ist es die "empfindliche Abhängigkeit von Anfangsbedingungen".
Der Begriff wird oft zugeschriebenEdward Lorenz der darüber 1963 in einer Arbeit in der New York Academy of Sciences schrieb. Aber mit einem feinen Unterschied:
"Ein Meteorologe bemerkte, dass, wenn die Theorie stimmte, ein Flügelschlag einer Möwe ausreichen würde, um den Wetterverlauf für immer zu verändern."
Zum Zeitpunkt seines mittlerweile berüchtigten Vortrags bei der American Association for the Advancement of Science 1972 in Washington, DC war die Möwe zu diesem Zeitpunkt durch den heute ikonischen Schmetterling ersetzt worden.
Das gesamte Prinzip wurde aus der geborenSchock hatte Lorenz, als er versuchte, einige Wettermodelle auszuführen unter Verwendung deterministischer Gleichungen auf einem Supercomputer.
Theoretisch sollte es ziemlich direkt sein zu eingegebene messbare Faktoren wie Temperatur, Druck und Windgeschwindigkeit und lassen Sie einen Supercomputer einige Zahlen verarbeiten, um das Wetter in der Zukunft vorherzusagen.
Er gab einen ersten Datensatz ein, schaltete den Computer ein und wartete auf den Ausdruck. Er legte die Ausgabe neben die Maschine und beschloss, einige der Daten erneut einzugeben und das Programm länger auszuführen.
Aber die Ergebnisse waren bei beiden sehr unterschiedlich. Er erkannte bald, dass er bei der Eingabe im zweiten Durchgang einen sehr kleinen Fehler gemacht hatte, der zu einem drastisch anderen Ergebnis führte.
Er hatte die Anfangsbedingung eingegeben0.506aus dem Ausdruck anstatt die volle Genauigkeit einzugeben 0.506127 Wert.
Lorenz hatte eine Offenbarung und ein ganz neues Feld der Mathematik war geboren - die Chaostheorie.
Lorenz starb 2008, und es ist klar, dass sein dauerhafter Beitrag zu unserem Verständnis komplexer Systeme ein wichtiger war.