이 과학자들은 혼돈 이론의 놀라운 형태의 보석을 만들었습니다.

이탈리아 과학자 팀이 놀랍고 복잡한 꼬인 모양을 변형시키는 방법을 발견했습니다. 혼돈 이론 실제 주얼리에 따르면 새로운 잎 카오스 저널에 게시됨. 이 작품들은 단순히 혼돈 이론에서 영감을 받은 것이 아닙니다. 수학적 원리에서 직접 생성됩니다.

“어수선한 모양이 진짜 반짝반짝 빛나는 물리적 보석으로 변하는 것을 보는 것은 전체 팀에게 큰 기쁨이었습니다. 또한 그것을 만지고 착용하는 것도 매우 흥미로웠습니다.”라고 그녀는 말합니다. 공동 저자 Eleonora Bellotta는 말했습니다. 칼라브리아 대학에서. “우리는 과학자가 자신의 이론이 구체화되거나 예술가가 그림을 완성할 때 느끼는 기쁨과 같은 것이라고 생각합니다.”

혼돈의 개념은 완전한 임의성을 암시할 수 있지만, 과학자들에게는 초기 조건에 너무 민감하여 출력이 무작위로 나타나 기본 내부 질서 규칙을 모호하게 만드는 시스템을 의미합니다. 날씨. 무질서한 시스템에서는 시스템이 중요해질 때까지 작은 효과가 반복에 의해 증폭됩니다. 오늘날 카오스 이론의 뿌리는 우연한 발견 1960년대 수학자에서 기상학자로 변신한 에드워드 로렌즈.

Lorenz는 컴퓨터의 출현이 더 나은 일기 예보를 위해 수학과 기상학을 결합할 수 있는 기회를 제공했다고 믿었습니다. 그는 온도, 기압, 풍속 등의 변화를 설명하는 일련의 미분 방정식을 사용하여 날씨의 수학적 모델을 구축하기 시작했습니다. 골격 시스템을 갖추면 컴퓨터에서 연속 시뮬레이션을 실행하여 1분에 하루 동안의 가상 날씨를 출력합니다. 결과 데이터는 자연적으로 발생하는 날씨 패턴과 같았습니다. 동일한 방식으로 두 번 발생하는 것은 없었지만 분명히 근본적인 순서가 있었습니다.

1961년 초 어느 겨울날, Lorenz는 지름길을 택하기로 결정했습니다. 전체를 시작하는 대신에 그는 기계에 초기 조건을 제공하기 위해 이전 인쇄에서 직접 숫자를 작성하여 중간에 시작했습니다. 그런 다음 그는 커피 한 잔을 마시기 위해 복도를 걸어 내려갔습니다. 한 시간 후에 그가 돌아왔을 때, 그는 이전 버전을 정확히 반복하는 대신 새 인쇄물이 이전 패턴에서 너무 빨리 기본 날씨가 달라지는 것을 보여주어 몇 가지 가상의 “개월” 이내에 둘 사이의 모든 유사성이 사라졌다는 것을 발견했습니다.

소수점 이하 6자리는 컴퓨터 메모리에 저장됩니다. 인쇄 공간을 절약하기 위해 세 개만 나타났습니다. Lorenz는 그 차이(1000분의 1)가 큰 규모의 날씨 특성에 큰 영향을 미칠 것 같지 않은 작은 바람의 퍼프와 마찬가지로 중요하지 않다고 가정하고 더 짧은 숫자를 삽입하고 반올림했습니다. 하지만 Lorenz 자신의 방정식 시스템에서 이러한 작은 차이는 비참한 것으로 판명되었습니다.

이것은 초기 조건에 대한 민감한 의존성으로 알려져 있습니다. Lorenz는 나중에 그의 발견을 “나비 효과“: 날씨를 지배하는 비선형 방정식은 초기 조건, 즉 브라질에서 나비가 날개를 펄럭이는 것이 이론적으로 텍사스에서 토네이도를 일으킬 수 있다는 놀라운 민감도를 가지고 있습니다. 이 은유는 특히 적절합니다. 추가 조사를 위해 Lorenz는 복잡한 날씨 모델을 단순화했습니다. 대기 중 롤링 유체의 대류에 대해: 기본적으로 바닥에 열원이 있고 상단에 냉각기가 있는 단단한 직사각형 상자의 가스로 따뜻한 공기는 위로 올라가고 차가운 공기는 아래로 가라앉습니다.그는 단순화했습니다. 일부 유체 역학 방정식은 3차원으로 정의된 매개변수 값의 결과를 플로팅하면 특이한 나비 모양이 생성됨을 발견했습니다.