![]() | La Teoria di Caos | ||||||||||||
Nell inizio degli anni 60 molti scienziati motivati tramite
i cambiamenti di clima e l'aumento di CO2 nell'atmosfera, ottenuti implicati con
la modellistica di clima. Uno di loro era il Meteorologist Edward Lorenz, uno
scienziato del MIT, che in 1963 ha usato le equazioni differenziali di Navier
- rifornisce per modellistica dello sviluppo del dichiarare dell'atmosfera:
Articolo:
Deterministic nonperiodic flow, in
Journal of Atmospheric
Sciences 20:69 (1976)
Dove:
x =
rapporto della rotazione del sistema
y = pendenza della temperatura
z =
deviazione della temperatura
d = numero di Prandtl:
[ viscosità] / [conducibilità termica]
r = differenza di temperatura
della fra la base e la parte superiore del sistema
b = rapporto fra la lunghezza
e l'altezza del sistema.
| I vortexes grandi hanno ottenuto i piccoli vortexes |
A partire da determinato stato iniziale (Xo, Yo, Zo) che il sistema delle equazioni differenziali può essere usato ha collegato per disegnare la traiettoria corrispondente nello spazio della fase 3D, ottenente la seguente figura conosciuta come Lorenz Attractor:
Nota: il Lorenz Attractor è una figura geometrica simile ad una farfalla
wich per essere contenuto, ha bisogno di più di due dimensioni e di
di meno che
tre (2.06), quindi è un fractal. (l'inverso dell'esponente
di Hurst è uguale
alla dimensione fractal di una serie di tempo).
Il metodo numerico dei demmands di risoluzione per usare i dati XYZ in t = n-1 per ottenere gli stessi dati in t = N. Fortunatamente a Lorenz, i dati ottenuti numericamente erano stessi quei a quei previsti per parecchi giorni, fino a che una mattina non decidesse che ha dovuto salvare la carta ed il tempo (stiamo parlando di un calcolatore di McBee reale degli anni 60), in modo da ha usato tre decimali nei dati di input invece di usando sei e quello era il tempo in cui il caos è comparso: La traiettoria nello spazio della fase ha cominciato seguire un itinerario differente, molto differente dalla tendenza originale, che era realmente nuova. Un piccolo margine dell'errore nei dati di input li prende per diagnosticare l'esposizione di estate e come materia del fatto, potrebbe accadere nella parola del rel. Fino a quel tempo, il fisico è stato usato per vedere che una differenza leggera nei dati di input ha dovuto causare una differenza leggera nei dati dell'uscita. Per esempio, da ottenere l'estensione massima di un proiettile è necessario che l'angolo può essere uguali a 45.000 il º ma nessuno si preoccupa per i dieci decimali seguenti e non sembra logico da chiedere tale esattezza. Comunque ci sono sistemi sensibili ai termini iniziali, come il tempo atmosferico, in cui due punti infinitesimally si chiudono nello spazio della fase può seguire la traiettoria completamente contradittoria. Il margine technologic di precisione sta andando sempre essere più grande di il concetto di per la matematica del differenziale, esso può essere concluso che è impossible da fare una previsione meteorologica certa in un lungo termine. Nonostante questa la traiettoria ha la tendenza essere concentrato in determinate zone (attractors), in effetti è possibile prevedere il comportamento globale del sistema (esempio: caldo di estate e di freddo nell'inverno, di due lobi del Lorenz Attractor). Possiamo anche osservare che una differenza infinitesimal nelle circostanze iniziali può essere illustrata con un sistema A di controllo v/s lo stesso sistema A con una farfalla che fluttua le relative ale. Come sappiamo ora che la traiettoria nello spazio della fase può essere completamente differente, possiamo dichiarare che una farfalla che fluttua le relative ale in latta de Hong Kong persino provoca un ciclone in Kansas (Effetto della Farfalla).
L'universo olografico ed il collegamento dorato
Secondo il vecchio paradigma di mechanist (XVII C) il tutto è semplicemente
suming in su o unirsi delle parti, in un senso simile ad un meccanismo dell'orologio.
Come Isaac Newton citato: L'universo è semplicemente una macchina
gigantesca. Dall'altro lato, il paradigma relativamente nuovo della teoria
dei sistemi (XX C) riconosce il sinergy fra le parti. Allora, il tutto è
più grande dell'aggiunta delle relative parti: quando le parti si uniscono
insieme, i nuovi collegamenti fra loro compaiono, che cosa genera comparire
di nuove proprietà:
i) L'dell'essere umano non è uguali ad unirsi semplice in su dei suoi
organi. Il confort fisico dipende da un equilibrio armonico fra tutti gli organi
del corpo umano e non di che cosa accade ad ogni singolo organo. Quando prendiamo
un aspirin, questo ottiene dissolto nell'anima, interessante da questo senso
il corpo intero.
II) Se un gas tossico (cloro) unisce un metallo (sodio) generano una sostanza
che dà un buon ha un sapore alla carne: il sale. Le proprietà
del sale non hanno ottenuto ad alcun rapporto con quei del gas tossico nessuno
con quei in un metallo.
..... Ultima ricerca (ex. lo studio sui hadrons nella fisica dell'introito delle particelle) l'ipotesi sistematica ai livelli più complessi: quello della parte che contiene il tutto (Holons). Per esempio, nel caso dei fractals normali, abbiamo che ottengono le loro proprietà (e perfino il loro effetto visivo) davanti i cambiamenti in scala.
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..... L'ipotesi dell'universo olografico ci dice che le informazioni dell'universo intero siano contenute in tutto il sottoinsieme di esso. Così dovrebbe essere possibile ricostruire l'universo intero da un microbo semplice. In altre parole: le parti sono riproduzioni sulla scala del tutto. O anche: il tutto è contenuto in ogni singola parte, la stessa come hologram. Se tagliamo in molte parti la piastra a pezzi di un hologram, accade che ogni sezione avrà la facoltà per riprodurre da itsellf l'immagine originale. Un'idea simile è descritta nel Sutra Avatamsaka (secolo del ~ V BC):
Nel cielo di Indra ci è un fotoricettore delle perle ordinate im modo tale che se osservate con una, vedrete tutto l'altra riflessa in esso. Nello stesso senso, ogni oggetto del mondo non è giusto in se, ma include qualunque altro singolo oggetto ed è, infatti, ogni altro [ e torretta del Indra della parte interna ] là è inoltre centinaia delle torrette di migliaia [o degli universi], ogni così squisito ornata come la torretta principale e così spaziosa come cielo. E tutte queste torrette oltre un numero hanno potuto essere calcolate, assolutamente non si disturbano; ogni conserva la relativa esistenza specifica nell'armonia perfetta con tutto il resto; ci è niente qui che potrebbe impedire una torretta che è fusioned con tutto il resto individualmente e collettivamente; ci è un dichiarare della miscela perfetta e, tuttavia, di ordine perfetto. Sudhana, il pilgrim giovane, si vede in tutte le torrette ed in ogni di loro, dove il tutto è contenuto in ogni ed ogni è contenuto nel tutto.
. L'ipotesi che dice quel alla parte contiene il tutto può essere espressa matematicamente:
Desideriamo che la parte è una riproduzione alla scala di tutto, esso significhiamo:
L'equazione da risolvere è: x2
- x - 1 = 0
Come x >0:
Questo numero è chiamato Phi nel honour all'architetto greco
Phidias e durante la rinascita è stato conosciuto come il numero
dorato o Divine, perché i grees lo deducono dalle richieste
che hanno unito la filosofia, la religione e la matematica.
Secondo i Greci, il rettangolo perfetto è
il dorato:
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Il principio olografico
- Vediamo che l'entropia in un foro nero è
proporzionale alla relativa superficie. Inoltre, i fori neri sono gli
oggetti con l'entropia possibile più grande. Illazione: le informazioni
memorizzate da un foro nero sono proporzionali alla relativa superficie. ii) Paradosso olografico
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* Serie del Fibonacci
Leonardo de Pisa, aka Fibonacci (XIII secolo), ha viaggiato intorno al minore
di Asia ed ha ottenuto i contatti con la matematica dei greates del tempo. Grazie
a loro lui realizad che molti fenomeni naturali potrebbero essere modellati
in su con la seguente serie:
La serie produce i seguenti calues: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ecc.
Esempi
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i) Dado di pino
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ii) Shell del Nautilus | ||||||||||||||||
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iii) Galassia a spirale
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iv) Esempio biologico
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Schema ora Q = x)/x (T-1) (di t con il >= 2 di t:
Che cosa è il numero che la serie ha tendenza a?
Fortuity?
Se l'universo desidera dirci qualcosa, che cosa sarebbe la lingua che userebbe?
Risposta del Galileo: L'universo è scritto nella lingua di per
la matematica.
Secondo i jeans del James dell'astronomo: Più di una macchina grande,
l'universo sembra essere un pensiero grande.
DESCRIZIONE DEL CAOS
La teoria di caos permette che noi deduciamo
l'ordine subjacent che i fenomeni apparentemente casuali nascondono. È
ben noto che completamente le equazioni di determinist (come l'insieme del Lorenz)
mostrano le seguenti caratteristiche che definiscono il caos:
i) Sono redetrminist, esso significano:
- Ci è una legge quella regole il comportamento del sistema
(che cosa è di fronte al determinist? Casuale?
o con la volontà libera? È ci volontà libera
alle scienze dure o è esso appena un'illusione?)
- Il fenomeno ha potuto essere espresso dalla comprensione invece
di farla con l'estensione.
- Ci è una simulazione della quantità più bassa (Kb) che
il sistema originale che concede generare gli stessi dati osservati.
È importante citare quello secondo
Chaitin (1994) che un sistema è casuale quando il algorythm che la relativa
propria serie genera gli usi più Kb che il sistema originale (inoltre,
più efficiente è esprimere il sistema dall'estensione
e non attraverso un algorythm)
II) Sono molto sensibili alle circostanze iniziali.
Una deviazione infinitesimal nel punto di partenza causa una divergenza esponenziale
nella traiettoria dello spazio della fase, che cosa può essere misurato
con l'esponente di Lyapunov.
- La sensibilità estrema marche a circostanze iniziali che il comportamento
del sistema potrebbe essere indetermined dall'orizzonte di Predictibility,
mentre l'incertezza tecnologica è associata ai dati di input esso che
sta andando sempre essere più grande al concetto della matematica
infinitesimal.
- Nonostante il unpredectibilty di una traiettoria particolare dello spazio
della fase, Attractors può essere trovato o zone dello spazio
della fase che tendono ad essere visitate con più frequenza
che altre.
NOTA: La traiettoria dello spazio della fase di un sistema caotico genera normalmente
una curva fractal (della dimensione fractionary)
III) Sembrano aleatory o disordinati, ma infine non sono:
- Seguono le equazioni di determinist
- Mostrano i attractors
. Un esempio del determinist ma delle equazioni
caotiche è:
La farfalla che l'effetto può essere
illustred comaring gli schemi che sono ottenuti quando le seguenti circostanze
iniziali sono usate:
Sistema A: Xo = 0.399999
Sistema A + una farfalla: Xo = 0.400000 (appena un milionesimo della differenza)
Alcuni attrezzi
matematici che permettono che noi studiamo il caos sono:
i) Esponente del Hurst (H)
Un numero che indica il grado di influenza dal presente sopra il futuro (grado
di similitude del fenomeno con il movimento browniano o il
camminatore Aleatory.
Possibilità:
- H > 0.5: Sistema persistente (correlazione positiva). Esempio: Se la H
= 0.7, allora là è una possibilità di 70% che il seguente
membro in serie mostra alla stessa tendenza che il membro reale.
- H = 0.5: Sistema Aleatory (correlazione nulla o rumore in bianco)
- H < 0.5: Sistema di Antiperistent (correlazione negativa)
ii) Complessità relativa di Lempel Ziv (LZ)
È una valutazione del grado algorythmic di complessità che dovrebbe
presentare una simulazione capace per rappresentare fedelmente ed esattamente
il fenomeno. È calcolato attraverso il algorythm dello Schuster e del
Kaspar.
Possibilità:
LZ = 1.0 = complessità massima (serie aleatory)
LZ = 0.0 = serie perfettamente prevedibile.
|
[Che la traiettoria dello spazio della
fase ha] la dipendenza sensibile delle circostanze iniziali significa
che hanno tendenza separarsi James Gleick |
iii) Esponente più grande di Lyapunov
(L)
È una valutazione del rapporto di divergenza del maximun fra la traiettoria
due dello spazio della fase di cui difere iniziale di circostanze infinitesimally.
Le unità sono punte per l'unità di tempo (nella base 2) e sono
calcolate con il algorythm del lupo.
Possibilità:
- L < = 0: serie periodica
- L > 0: serie caotica
- L ---> oO: serie aleatory
iv) Entropia informatica
È un'indicazione del grado di disordine dei dati esso è aggiunta
calcolata sugli esponenti positivi di Lyapunov nella base di e (algorythm di
Grassberger e di Procaccia).
Conclusione della serie
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