Para ilmuwan ini telah menciptakan permata dari bentuk teori chaos yang menakjubkan

Sebuah tim ilmuwan Italia telah menemukan cara untuk mengubah bentuk bengkok yang menakjubkan dan kompleks Teori Kekacauan Dalam perhiasan yang sebenarnya, menurut daun baru Diterbitkan di Chaos Journal. Potongan-potongan ini tidak hanya terinspirasi oleh teori chaos. Dibuat langsung dari prinsip matematikanya.

“Melihat bentuk-bentuk yang berantakan berubah menjadi perhiasan fisik yang nyata, berkilau, dan berkilau merupakan suguhan besar bagi seluruh tim. Sangat menyenangkan juga untuk menyentuh dan memakainya,” katanya. kata rekan penulis Eleonora Bellotta dari Universitas Calabria. “Kami pikir itu adalah kesenangan yang sama yang dirasakan seorang ilmuwan ketika teorinya terbentuk, atau ketika seorang seniman menyelesaikan sebuah lukisan.”

Konsep kekacauan mungkin menunjukkan keacakan yang lengkap, tetapi bagi para ilmuwan, ini mengacu pada sistem yang sangat sensitif terhadap kondisi awal sehingga keluarannya tampak acak, mengaburkan aturan ketertiban internal dasar: pasar saham, kerumunan kerusuhan, gelombang otak selama serangan epilepsi, atau cuaca. Dalam sistem kacau, efek kecil diperkuat oleh pengulangan sampai sistem menjadi kritis. Akar teori chaos saat ini didasarkan pada a Penemuan kebetulan pada 1960-an oleh seorang ahli matematika yang menjadi ahli meteorologi Edward Lorenz.

Lorenz percaya bahwa munculnya komputer memberikan kesempatan untuk menggabungkan matematika dan meteorologi untuk peramalan cuaca yang lebih baik. Dia berangkat untuk membangun model matematis cuaca menggunakan seperangkat persamaan diferensial yang memperhitungkan perubahan suhu, tekanan, kecepatan angin, dan sejenisnya. Begitu dia memiliki sistem rangka, dia akan menjalankan simulasi terus menerus di komputernya, yang akan menampilkan cuaca virtual selama satu hari setiap menit. Data yang dihasilkan seperti pola cuaca yang terjadi secara alami — tidak ada yang terjadi dengan cara yang sama dua kali, tetapi jelas ada urutan yang mendasarinya.

Suatu hari di musim dingin di awal tahun 1961, Lorenz memutuskan untuk mengambil jalan pintas. Alih-alih memulai semuanya, dia mulai setengah jalan, menulis angka-angka langsung dari cetakan sebelumnya untuk memberikan kondisi awalnya pada mesin. Kemudian dia berjalan menyusuri lorong untuk minum secangkir kopi. Ketika dia kembali satu jam kemudian, dia menemukan bahwa alih-alih mengulang persis versi sebelumnya, cetakan baru menunjukkan cuaca default yang menyimpang begitu cepat dari pola sebelumnya, sehingga dalam beberapa “bulan” hipotetis semua kesamaan antara keduanya telah menghilang.

Enam tempat desimal disimpan dalam memori komputer. Untuk menghemat ruang pada cetakan, hanya tiga yang muncul. Lorenz telah menyisipkan angka yang lebih pendek dan perkiraannya, dengan asumsi bahwa perbedaannya—satu bagian dalam seribu—tidak penting, mirip dengan hembusan angin kecil yang tidak mungkin memiliki banyak pengaruh pada fitur cuaca dalam skala besar. Tetapi Dalam sistem persamaan Lorenz sendiri, perbedaan kecil ini terbukti membawa malapetaka.

Ini dikenal sebagai ketergantungan sensitif pada kondisi awal. Lorenz kemudian menyebut penemuannya “Efek Kupu-Kupu“: Persamaan nonlinier yang mengatur cuaca sangat sensitif terhadap kondisi awal—bahwa kupu-kupu yang mengepakkan sayapnya di Brasil secara teoretis dapat menyebabkan tornado di Texas. Metafora tersebut sangat tepat. Untuk menyelidiki lebih jauh, Lorenz menyederhanakan model cuaca rumitnya, memfokuskan tentang Konveksi cairan bergulir di atmosfer kita: Pada dasarnya, gas dalam kotak persegi panjang padat dengan sumber panas di bagian bawah dan pendingin di bagian atas, di mana udara hangat naik ke atas dan udara dingin tenggelam ke bawah. Dia disederhanakan beberapa persamaan dinamika fluida dan menemukan bahwa memplot hasil untuk nilai parameter yang Didefinisikan dalam tiga dimensi menghasilkan bentuk berbentuk kupu-kupu yang tidak biasa.