Эффект Бабочки

Что говорят ученые о явлении

Является "Эффект бабочки" 2004 года хорошим фильмом? Определенно, нет, но попытайтесь сказать мне это в 13 лет! И, задумайтесь, что если подобные слова стали бы причиной уничтожения всей человеческой расы — суть эффекта бабочки — маленькие происшествия (сказать тринадцатилетнему, что у него плохой вкус на фильмы) могут привести к огромным, непредвиденным последствиям (третья мировая, ядерный апокалипсис и т. п.).

По крайней мере, именно такая версия этой идеи просочилась в умы общественности. Однако технически эффект бабочки — это метеорологический термин, зародившийся полстолетия назад. Чем он на самом деле является и актуален ли он сегодня или же был вытеснен/дискредитирован — это уже совершенно другой разговор. В связи с этим, почему бы не обратиться к физикам, атмосферным ученым и психологам, чтобы прояснить, как же работает (и работает ли вообще) эффект бабочки.

Оригинал публикации на Gizmodo.

Дейл Дюрран

Профессор и заведующий кафедрой атмосферных наук Вашингтонского университета, чьи исследования включают изучение предсказуемости атмосферы.

Эффект бабочки был представлен Эдвардом Лоренцом в контексте предсказуемости атмосферы. На самом деле, в своих статьях он говорил о крыльях чайки, а не бабочки. Термин эффект бабочки был предложен доктором Филом Мерилессом, как название лекции, проведенной Лоренцом вскоре после публикации статьи в 1969 году.

Эффект бабочки реален в том смысле, что маленькие изменения мелких масштабов могут навсегда изменить погоду, но сомнительно, что бабочка могла бы вызвать какие-либо значительные изменения в атмосфере. Это не идеальный пример, но, как картинка для воображения, более или менее подойдет. Дело в том, что бабочки слишком маленькие, чтобы повлиять на окружающий мир значительным образом.

Однако что-то размеров побольше, вроде самолета или кучевых облаков, со временем может повлиять на погоду везде. Присутствие или отсутствие облака может изменить циркуляцию воздуха, которое, с изменением, повлияет на циркуляции больших размеров, в свою очередь влияяя на циркуляции еще больших размеров, в итоге получается разрастающийся за счет маленького облака каскад. Если взять две планеты с абсолютно одинаковой погодой и добавить такое облако в одну из них над Иллинойсом, то спустя несколько недель погода на этих двух планетах отличалась бы, как два случайно взятых дня той же даты (например, два дня 18 мая случайно выбранных из двух разных годов). Такая разница развивалась бы в течение не менее четырех недель.

Тем не менее, это не правда, что бабочки портят наши прогнозы погоды. Очень маленькие неопределенности насчет погоды больших областей со временем заставляют отклониться идентичные погодные условия и неопределенности на еще больших областях (скажем, области в пару сотен километров), сводя на нет влияние бабочек.

Брайан Свингл

Доцент кафедры физики Мэрилендского университета, изучающий физику квантовой информации.

Эффект бабочки определенно реален: если взять хаотическую систему и провести два эксперимента с двумя различными начальными точками, можно наблюдать разницу в поведении, быстро растущую со временем. Математически со временем разница меж двумя экспериментами будет неоднократно удваиваться, пока не станет огромной.

Еще более сбивающим с толку явлением является квантовый эффект бабочки, возникающий в системах, сочетающих хаос со странной физикой квантового мира. Для таких систем существует понятие квантового хаоса, однако именно диагностика квантового эффекта бабочки является темой текущих исследований. В некоторых случаях можно экспериментально обнаружить свойство, которое ожидаемо неоднократно удвоится, как в случае классического эффекта бабочки. Однако еще не известно, можно ли это применить для общих квантовых хаотических систем.

Эксперименты, пытающиеся изучить это явление, также очень интересны, так как обычно включают специальные наборы атомов и фотонов, спроектированных, чтобы быть высоко контролируемыми и изолированными от внешнего мира. Эксперименты пытаются прогнать динамику системы вперед и назад во времени, как перематывая фильм. Идея в том, что если перемотать вперед и сразу назад, то мы окажемся там, где и начинали, но если перемотать вперед и сделать маленькое изменение перед перемоткой назад, то в хаотической системе мы окажемся в совершенно другом месте.

Дэвид Пинкус

Профессор клинической психологии университета Чепмена, изучающий теорию хаоса и эффект бабочки применительно к психологии человека.

Реален ли он? Определенно, да. Однако в таком случае можно задаться вопросом, а что такое реальность. И вот где начинается веселье.

Эффект бабочки вероятно был впервые "открыт" Пуанкаре в 1900-х. Он пытался решить проблему трех взаимодействующих тел — астрофизики. Если рассматривать гравитационные взаимодействия двух тел в пространстве, то это относительно просто смоделировать: они взаимно влияют друг на друга. Однако в случае с тремя телами все не так просто. Если связать три теннисных мячика и раскачать, то нижний мячик будет двигаться хаотично. Движение нижнего теннисного мячика демонстрирует эффект бабочки, оно не является случайным, но и предсказать его невозможно, и если сделать маленькое изменение, расположение мяча в будущей точке во времени будет совершенно другим.

Одним очевидным примером, где это применяется есть фрактальная геометрия. Фрактал — это самоподобная разветвляющаяся структура, встречающаяся повсеместно в природе: в деревьях, нейронах и т. п. Если взглянуть на системы, проявляющие эффект бабочки и являющиеся хаотическими, они производят фрактальные паттерны — если взять 10 000 точек данных, то можно увидеть изменение фрактальных паттернов во времени, так называемые траектории. Комплексные системы с множеством различных компонентов, сложным образом взаимодействующих для получения согласованного результата, как рост деревьев, нейронов и волн в океане, и миллиона других вещей в природе, также производят фрактальные паттерны.

Я опубликовал исследование в январе, где мы измеряли структуру личности и нашли фрактальную структуру. Оказывается, таким же образом можно измерять личность, и структура личности более жизнерадостных и здоровых людей будет ветвистая; структура более полная и менее жесткая.

Мой коллега из Германии Гюнтер Шайтек, на мой взгляд, сделал больше других, если говорить о применения теории хаоса непосредственно к психологии, и он пытается найти эффект бабочки через психотерапевтический процесс. Суть его работы заключается в том, что он построил математическую модель, применяемую к изменениям личности во время психотерапии, и, в случае запуска модели, она производит эффект бабочки. Это означает, что небольшие изменения в психотерапии могут привести к различным результатам в будущем. Его модель — это доказательство концепции, что эффект бабочки может быть ключевым для процессов человеческого изменения во времени. Он отслеживал данные клиента на протяжении времени и они отлично совпадали с его моделью. Таким образом, эффект бабочки является реальным не только с математической точки зрения и в различных областях науки, но и с точки зрения психологических изменений и роста.

Дуглас Стэнфорд

Доцент кафедры физики Стэнфордского института теоретической физики, изучающий квантовую гравитацию, квантовую теорию поля и теорию струн.

Эффект бабочки реален, но его сложно обнаружить. Чтобы сделать его заметным, можно представить эксперимент с машиной времени. Вы путешествуете назад во времени и меняете маленькую несущественную вещь, как положение атома. А затем, в настоящем все изменится случайным образом.

По сути, это был сюжет рассказа "И грянул гром", и в нем Рэй Брэдбери многое угадал правильно. Однако он недооценил, насколько сильным будет переустройство настоящего. Правило большого пальца состоит в том, что вещи, которые легко предсказать в прошлом, не изменятся в настоящем, тогда как сложно предсказуемые изменятся.

Иллюстрации в тексте: Tyler SmithSerjan BurlakSylvain SarrailhAndi GreyScale.

Последние статьи

34 Комментария

  • Lupin
    Комментарий скрыт. Показать

    Является "Эффект бабочки" 2004 года хорошим фильмом? Определенно, нет, но попытайтесь сказать мне это в 13 лет!

    Определённо, да. Является, фильм хороший.

    47
  • Комментарий скрыт. Показать

    @Lupin, Тоже не совсем понял это предложение

    17
  • Lupin
    Комментарий скрыт. Показать

    @Richard1963, это единственное, что автор не скопипастил, полагаю)
    З.Ы. А, нет - это мнение автора оригинала :]

    10
  • Комментарий скрыт. Показать

    отличный фильм ...

    11
  • MissGalaxia
    Комментарий скрыт. Показать

    @Lupin, да ну, хрень ещё та

    -4
  • CohenCohen
    Комментарий скрыт. Показать

    @Lupin, @Richard1963, я, кстати, лет до 15-17 тоже думал, что фильм классный. Потом пересмотрел в 25 где-то и кринджил адски )

    0
  • Lupin
    Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, мде? А чем он внезапно стал плох сейчас?
    Я только один косяк в нем помню - со стигматами. Но простительно, в принципе)

    7
  • CohenCohen
    Комментарий скрыт. Показать

    @Lupin, пожалуй, главная претензия, то что герой использовал свою способность столь примитивным образом. Обладая способностью менять прошлое, он влиял на свою жизнь каким-то примитивным образом, не просчитывая вероятные последствия, а просто "ну может прокатит и так".

    Причем он же не дурак, но никакого научного подхода не применил

    1
  • Lupin
    Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, ты 11.22.63 Кинга посмотри/почитай - вот где не научный метод. Я бы с первого же дня начал подозреваемых выпиливать и "перезагружать мир", если не прокатило. А не ждать месяцами)

    А тут вроде не все так очевидно прослеживалось)

    5
  • CohenCohen
    Комментарий скрыт. Показать

    @Lupin, я просто потом уже, когда начал задумываться серьезно о парадоксах времени и прочем, осознал, насколько бессмысленно использовалась эта манипуляция прошлым. Надо было акции Apple покупать, дурачок!

    Я бы запомнил ключевые события нескольких лет, чтобы делать ставки и выигрывать, как Биф в "Назад в Будущее". Параллельно стараясь выбирать действия так, чтобы они не привели к тому кластерфаку, который получился

    4
  • SERG__ZV
    Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, Фильм не может быть плохим или хорошим. Мнение это субъективная вещь. Он может просто нам нравится или не нравится. Поэтому и говорят что о вкусах не спорят. Потому что это глупо и бесполезно. Всё равно что два ребёнка спорящих какое мороженное "круче" и вкуснее банановое или клубчничное.

    1
  • CohenCohen
    Комментарий скрыт. Показать

    @SERG__ZV, согласен, в данном случае это мнение автора, и в чем то я согласен )

    Это красивая, эмоциональная история, но с сюжетными дырами

    1
  • SERG__ZV
    Комментарий скрыт. Показать

    @Lupin, Спасибо за интересную наводку, люблю подобную фантастику и главного героя играет интересный для меня актёр.

    1
  • Walker3800
    Комментарий скрыт. Показать

    @SERG__ZV, конечно глупо. Ведь каждому и так понятно, что банановое вкуснее!

    0
  • Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, драматически фильм поставлен очень хорошо, пусть логика и хромает там, это не делает фильм плохим.

    4
  • SERG__ZV
    Комментарий скрыт. Показать

    @Walker3800, Тонкий троль чтоле?

    0
  • Lupin
    Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, мне вот кажется, сравнения с Бифом из "Назад в будущее" они и старались избежать. Да как и большинство фильмов про путешествие в прошлое)

    Не думаю, что фильм стал бы лучше, начни скупать он акции при каждом возвращении)

    1
  • CohenCohen
    Комментарий скрыт. Показать

    @Lupin, согласен, конечно все это условности кино. Но пересмотр в более зрелом возрасте разрушил его иллюзию )

    1
  • Walker3800
    Комментарий скрыт. Показать

    @SERG__ZV, нет, всего лишь спросил у своего внутреннего ребенка, что ему больше нравится. Не всем же философствовать в интернетах.
    У людей с возрастом меняются требования, не только к качеству фильмов, а ко всему. То, что раньше казалось идеалом - внезапно становится посредственностью. А фильмы, которые ты раньше не понимал - становятся очень жизненными и такими близкими.
    Но если уж вы решили, что это как два морожного, то пусть уж это будет вкусное морожное..

    1
  • pape4
    Комментарий скрыт. Показать

    Обожаю псевдонаучную рубрику на шазу.

    -1
  • CohenCohen
    Комментарий скрыт. Показать

    @pape4, вы текст хоть читали? Что тут псевдонаучного? )) Ученые рассказывают об эффекте бабочки.

    Этот термин действительно существует

    0
  • SERG__ZV
    Комментарий скрыт. Показать

    @Walker3800, В том то и дело для каждого из этих детей его мороженное вкуснее. Мозги у всех одинаковые но мозга каждого отдельного человека награждает его сильнее за разные вещи. Например если считать по шкале от 1 до 10 напрмер. То я получу 3 бала кайфа от бананового и 8 от клубничного. А ты наоборот 3 от клубничного и 8 от бананового. Какое в итоге вкуснее? Вкус это локальная система координат которая никак не относится к глобальной системе.
    Неважно вкус в еде, в искустве, в фильме или сексе. Так работает мозг.

    0
  • pape4
    Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, нет ссылок на научные работы.

    -1
  • CohenCohen
    Комментарий скрыт. Показать

    @pape4, открой ссылку в конце и понажимай на имена ученых

    0
  • Rein0451
    Комментарий скрыт. Показать

    @SERG__ZV,
    фильм определенно может быть плохо снят.
    @pape4, Эффект бабочки - просто метафора. Это не значит что взмах крыла бабочки вызывает цунами, шторм, ураган итд.
    Это особенность динамических систем. Понятие из теории хаоса.
    @Cohen, Донни Дарко лучше.

    1
  • CohenCohen
    Комментарий скрыт. Показать

    @Rein0451, Донни Дарко... эх, какие воспоминания )))

    0
  • HEllie
    Комментарий скрыт. Показать

    но если перемотать вперед и сделать маленькое изменение перед перемоткой назад, то в хаотической системе мы окажемся в совершенно другом месте.

    А разве не наоборот?
    Просто как изменения в будущем могут повлиять на прошлое?
    Я просто как-то туплю и не понимаю

    0
  • Vinni
    Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, Ваш комментарий напомнил грустно-забавное видео.

    0
  • SchrodingersCat
    Комментарий скрыт. Показать

    Смотрел эффект бабочки в 16. Тогда гг показался мне идиотом. Посмотрел потом еще в 25. Да, гг дебил тот еще.

    0
  • vrnRaptor
    Комментарий скрыт. Показать

    @HEllie, говорится о том, что если изменить результат, то изменятся и действия, необходимые для его достижения. Звучит несколько странно, но логично.

    1
  • HEllie
    Комментарий скрыт. Показать

    @vrnRaptor, а, если так то понятно
    Спасибо

    0
  • assassinh2o
    Комментарий скрыт. Показать

    @Cohen, Это вы глупы, мистер Коэн, он не покупал акции Apple, потому что сам создал Apple!

    0
  • CohenCohen
    Комментарий скрыт. Показать

    @assassinh2o, он был помоложе все же, но шутку оценил )

    0
  • Fortuna
    Комментарий скрыт. Показать

    Когда-то смотрел фильм, не помню название, в котором жена, отказавшая мужу ночью в сексе, стала причиной ядерной войны(в следствии цепи событий) и почти полного уничтожения людей.

    0
Войдите на сайт чтобы оставлять комментарии.