تئوری آشوب در پرواز پرندگان








وقتی بال زدن یک پروانه در نیویورک می تواند طوفانی را در تگزاس به پا کند ، اثر پروانه ای یا تئوری آشوب رخ نمایی می کند. دانشمندان بر این باورند که پرواز گروهی پرندگان در آسمان با نظم خاص و در فواصل معین، از تئوری آشوب نتیجه می شود.



بولتن نیوز: وقتی بال زدن یک پروانه در نیویورک می تواند طوفانی را در تگزاس به پا کند ، اثر پروانه ای یا تئوری آشوب رخ نمایی می کند. دانشمندان بر این باورند که پرواز گروهی پرندگان در آسمان با نظم خاص و در فواصل معین، از تئوری آشوب نتیجه می شود.




آیا تاکنون تماشا کردن دسته ای پرنده ی در حال پرواز که در هوا در هماهنگی کامل از سویی به سوی دیگر می روند مسحورتان کرده است؟ چرا پرندگان به هم برخورد نمی کنند؟





فرانک.اِچ .هپنر جانور شناس می خواست به این پرسش پاسخ دهد. پس از فیلمبرداری و بررسی موشکافانه ی تک تک فریم ها، به این نتیجه رسید که پرندگان را هیچ رهبری هدایت نمی کند. آنها در حالت تعادل پایدار با تغییر مداوم پرنده های دسته ی لبه ی جلو در فواصل کوتاه زمانی پرواز می کردند. او تا وقتی که با نظریه آشوب آشنا نشده بود، قادر به توضیح حرکت گروهی پرندگان نبود. هپنر با مفاهیم نظریه آشوب برنامه ای کامپیوتری ساخت که حرکت عملی دسته پرندگان را شبیه سازی می کرد. او چهار قاعده ساده بر پایه رفتار پرندگان وضع کرد :


۱. پرندگان به طرف نقطه ای کانونی یا آشیانه جذب می شوند.
۲. پرندگان به طرف هم کشیده می شوند.
۳.پرندگان می خواهند سرعت شان ثابت نگه دارند.
۴.مسیر پرواز با رویدادهای تصادفی مانند وزش باد تغییر می کند.

وی از مثلث برای نمایش پرندگان استفاده کرد. با تغییر شدت در هر یک از قاعده ها، دسته مثلث ها در صفحه نمایشگر کامپیوتر به روش هایی آشنا پرواز می کنند. هپنر ادعا نمی کند که برنامه اش لزوما شکل گیری دسته پرندگان را توضیح می دهد، اما توضیحی عملی برای چگونگی و علت پرواز گروهی پرندگان به دست می دهد.





به نظر می رسد که نظریه آشوب اینجا هم حضور دارد. شاید دسته ماهی ها نیز در حالت تعادل پایدار حرکت می کنند.




حال این سوال پیش می آید که تعریف دقیق تئوری آشوب یا اثر پروانه ای چیست؟






توانایی گرانش در تشدید نوسانات کوچک در چگالی، بازتابی از پدیدهای فیزیکی به نام آشوب است. در یک سیستم آشوبناک آنچه به عنوان یک اختلاف کوچک در ابتدا آغاز میشود، در طول زمان تقویت میشود. شاید معروفترین مثال آشوب، پس از اثر پروانه ای، فراکتال باشد.





معادلات حرکت در اتمسفر زمین، ذاتاً آشوبناک هستند. بنابراین یک اغتشاش فوق العاده کوچک مثل اثر بال زدن یک پروانه میتواند در طول زمان و مکان چنان تشدید شود که طوفانی سهمگین را ماهها و کیلومترها پایینتر از خود موجب گردد. نوسانات بسیار ریز کوانتومی چگالی انرژی در زمان بیگ بنگ، اثرات پروانه ای هستند که موجب خلق ساختار بزرگ مقیاس عالم گردیدند. هر کهکشان، ستاره و سیاره جرم خود را مرهون تصادفات کوانتومی عالم نخستین است. اما این تصادم ها منبع جزئیات کوچک لحظه ای هم هستند.


http://eghtesadeiranonline.com/