ЕФЕКТОТ НА ПЕПЕРУТКАТА Едно замавнување на крилјата во Македонија може да предизвика ураган во Америка
Ако играте билијард, би требало веќе да ви е јасно. Ниедна равенка на планетава не може да предвиди на која страна ќе се одбијат три или повеќе топчиња кога ќе се судрат. Едноставно, системот е премногу сензитивен на промени. Станува хаотичен. Постои хоризонт до кој можеме да предвидиме некои нешта. На пример, не знаеме како ќе се движат планетите во Сончевиот систем за 100 милиони години од сега. Или на пример, не знаеме стопроцентно како ќе се однесува времето по една седмица.
Вистина ли е дека пеперутка која мавта со крилјата на Балканот може да предизвика ураган во Америка? Теоријата вели дека малото влијание врз системот може да има големи и непредвидливи последици на друго место и во друг момент. Всушност, секој ред може да стане хаос, вели Небојша Васовиќ, професор по механика, во разговор за српската телевизија.
Теорија на хаосот. Нова дисциплина која сака да го предвиди однесувањето на системите кои што се…непредвидливи. Тука спаѓа нашето срце, но и сончевиот систем, кој има граница на предвидливост од 100 милиони години. По таа бројка, ние не знаеме како ќе се движат планетите.
Теоријата е математичка. Тоа значи дека постојат равенки кои совршено добро би го предвиделе сето однесување, но…токму овие нешта, како човековото срце прават равенките секогаш да даваат различен резултат, особено кога на компјутер ќе пробате да направите нивна симулација.
Земете го цревото кое го имате во вашиот двор, пуштете ја водата на најјако и гледајте како тоа хаотично прска на сите страни. Не постои математичка равенка која може точно да определи кај ќе заврши цревото на крај.
Заврзете топче на еден конец и нишајте го. Да се пресмета ова е лесно. Физичарите имаат равенка за хармоничното движење. Но, сега на конецот додајте уште едно топче измеѓу. Равенката станува премногу сложена поради хаотичното движење. На пример, земете три планети наместо две и пробајте за нив да ги пресметате Њутновите равенки. Невозможно. Барем засега.
Сепак, постојат, одредени обрасци скриени во хаотичното однесување кои науката може да ги препознае, вели Васовиќ. На пример, во случајот со трите планети може да се предвиди нивното движење, но за кратко време. Слично е со три или повеќе топчиња билијард на пример. Ко
Како дојдовме до оваа теорија? Сѐ започна, вели професорот Васовиќ, не толку одамна во 1961 година, кога метеорологот Едвард Лоренц, користејќи новововедени компјутери, се обиде попрецизно да го предвиди времето.
Лоренц, вели тој, создал математички модел кој, почнувајќи од збир на броеви за да го претставува времето во даден момент, можел да ги „предвиди“ временските услови неколку минути однапред.
– Лоренц се надевал дека кога ќе започне оваа компјутерска програма, таа ќе дава долгорочна временска прогноза преку серија последователни краткорочни временски прогнози. Резултатот од првата краткорочна временска прогноза ќе биде „влез“ за вторага краткорочна прогноза, за трета и така натаму. Секој нов компјутерски циклус би водел до подолги и подолги временски прогнози – вели Васовиќ.
Низата на точни последователни кратки прогнози би се претвориле во точни дневни прогнози, а овие во точни неделни прогнози. Аха, значи конечно би го решиле проблемот на метеоролозите.
– Еден ден, Лоренц решил да го повтори процесот на едно од неговите предвидувања. За да заштеди време – вели професорот Васовиќ – тој ги променил почетните вредности на својата пресметка и почнал од резултатите на средината на првиот краток циклус.
По паузата за кафе, тој се вратил и открил нешто сосема неочекувано: новиот сет на резултати брзо почнал драстично да отстапува од стариот. Што ли тргнало наопаку? Како може истиот алгоритам, базиран на иста равенка, со исти влезни вредности да даде различен резултат?
Според професорот Васовиќ, Лоренц набрзо сфатил дека компјутерот ги снима резултатите со три децимални места, заокружувајќи ги броевите од шест децимални места.
Втората компјутерска пресметка започна со бројот 0,506, а првата пресметка го користела бројот 0,506127 на тоа место. Првичните бројки, т.е. временските услови за двете пресметки биле речиси идентични, но резултатите од двете временски прогнози биле сосема различни.
– Лоренц на тој начин, вели професорот, стигнал до самото „срце“ на теоријата на хаос. Во системи кои се однесуваат „убаво“, без хаотични ефекти, малите разлики произведуваат само мали разлики. Равенките на Лоренц сепак „произведоа“ грешки кои постојано растеа со текот на времето – објаснува Васовиќ.
Според Лоренц, тоа значело дека малите грешки во мерењето на метеоролошките податоци остануваат мали за многу кратко време, а потоа незапирливо растат во големина, додека целосно не ја уништат временската прогноза.
Лоренц, рече тој, го илустрирал овој ефект со изјавата дека „едно замавнување на крилата на пеперутката на една хемисфера може да предизвика ураган на друга хемисфера“ и оваа алегорија останала во историјата на науката.
Клучот во теоријата е следното. Брзината со која се збираат овие разлики, кои потоа на долг рок ќе направат да добиеме сосема нов резултат е наречена „хоризонт на предвидување“. За секој систем, знаеме до колку време тој е стабилен, а по колку време веќе пресметките нема да се точни.
За времето, на пример, тоа е околу седум дена. Затоа повеќето веб-сајтови кои денес ја превидуваат климата се држат до овие кратки предвидувања. Но, има напредок. Пред шеесет години, временските прогнози можеле да се сметаат за веродостојни само за наредните 18 часа.
Сепак, многу од системите допрва треба да бидат проучувани. За нивната сложеност веројатно од голема помош ќе ни бидат суперкомпјутерите и вештачката интелигенција, па можеби преку технологијата ќе успееме да го прошириме овој „хоризонт на предвидливост“ малку повеќе.
На пример, за да дознаеме што ќе се случи со нашиот Сончев систем по првите 100 милиони години, кога тој ќе постане хаотичен.