Iliustruotoji istorija: Drugelis gali sukelti tornadą

Publikuota: 2018-09-15
Matematikas, metereologas Edwardas Lorenzas (1917– 2008 m.). „wikipedia.org“ nuotr.
Matematikas, metereologas Edwardas Lorenzas (1917– 2008 m.). „wikipedia.org“ nuotr.
 

Prieš 50 metų niekam nežinomas meteorologas Edwardas Lorenzas (1917– 2008 m.) paneigė senas gamtos mokslų teorijas ir paskelbė naują. Jo atrastas drugelio efektas tapo mokslo revoliucijos pradžia.

Vadinamasis drugelio efektas – chaoso teorijos metafora, nusakanti ypatingo jautrumo pradinėms sąlygoms koncepciją, pirmą kartą moksliškai buvo apibrėžtas 1972-aisiais, 139-ame „American Association for the Advancement of Science“ susitikime, kur E. Lorenzas perskaitė pranešimą „Does the flap of a butterfly’s wings in Brazil set off a tornado in Texas?“ (liet. Ar gali drugelio sparnų plazdenimas Brazilijoje sukelti tornadą Teksase?)

Jo idėja buvo tokia: drugelio sparnai gali sukurti nedidelius pokyčius atmosferoje, kurie gali pakeisti tornado kelią arba užlaikyti, pagreitinti ar net sutrukdyti jo atsiradimą tam tikroje vietovėje. Mosuojantys sparnai vaizduoja mažus pokyčius pradinėse sistemos sąlygose, kurie sukelia įvykių grandinę, vedančią prie didelio masto permainų. Drugelis gali sukelti tornadą tuo požiūriu, kad jo sparnų mostas yra esminė pradinių sąlygų dalis.

Istorijos pamokos

Drugelio efekto ir chaoso teorijos idėją pirmiausia iškėlė gamtos mokslų atstovai, tačiau ją galima pritaikyti ir istorijai. Vienas ryškiausių pavyzdžių, kaip vienas įvykis gali turėti milžiniškų padarinių, – žmogžudystė, įžiebusi Pirmąjį pasaulinį karą.

1914 m. birželį Austrijos–Vengrijos imperijos sosto įpėdinis Pranciškus Ferdinandas lankėsi Sarajeve. Vietos serbų nacionalistai ketino nušauti erchercogą, kai šis važiuos per miestą, tačiau pasikėsinimas nepavyko.

Sosto įpėdinis liko gyvas, tačiau nusprendė pakeisti suplanuotą dienos programą. Vairuotojas, važiuodamas nauju maršrutu, dviem gatvėmis apsiriko ir pasuko ne ten, todėl jam teko sustoti. Jis bandė apsisukti ir grįžti į reikiamą gatvę, bet staiga užgeso variklis. Tuo metu iš parduotuvės netoliese išėjo vienas iš nacionalistų, Gavrilo Principas. Anksčiau tądien pasikėsinimas jam nepavyko, tačiau dabar, išvydęs prieš pat save stovintį automobilį, jis čiupo iš palto kišenės revolverį ir paleido du šūvius.

Nereikšmingos ir nenumatytos aplinkybės lėmė, kad Pranciškus Ferdinandas žuvo, tačiau tai buvo tik įvykių grandinės pradžia. Kulminaciją jie pasiekė kai po mėnesio kilo Pirmas pasaulinis karas.

Gamta kaip laikrodis

Edwardo N. Lorenzo specializacija buvo orų prognozės. Jį jau seniai erzino, kad jo prognozės dažniausiai būdavo netikslios. Pagal klasikinę teoriją, kurią Isaacas Newtonas paskelbė 1687-aisiais, gamtoje viskas dėsninga. Jei mokslininkai žinotų visas detales, būtų nesunku nustatyti, kaip vystysis reiškiniai.

„Mes galime apibūdinti pasaulį kaip praeities pasekmę ir ateities priežastį. Jei kokia protinga būtybė, šiuo metu dar nežinoma, žinotų visų pasaulio dalelių padėtį ir jas veikiančias gamtos jėgas, tai galėtų tiksliai apskaičiuoti ateities įvykius“, – 1814 m. rašė prancūzų matematikas Pierre’as Simonas de Laplace’as. Jo visažinė būtybė, praminta Laplace’o demonu, mokslo pasaulyje gyvavo 150 metų.

Ištisos mokslininkų kartos mokėsi, kad neverta kreipti dėmesio į smulkmenas. Kadangi gamta vystosi tiesia linija, nedideli pradinių sąlygų netikslumai tyrimo rezultatus pakeičia nereikšmingai.

Tokia pažiūra buvo įsigalėjusi tarp mokslininkų, kai Lorenzas vieną 1961 m. žiemos dieną Masačusetso technologijų universitete, Bostone, krapštėsi prie savo eksperimento.

Eksperimentas tapo revoliucija

Tą dieną Edwardas N. Lorenzas elektronine skaičiavimo mašina „Royal McBee“ darė meteorologinius bandymus. Tyrimas šiuo gremėzdišku kompiuterio protėviu buvo jo atsakas į Laplace’o demono teoriją. Jis įvedė 12 kintamųjų, kurie daro įtaką oro pokyčiams: oro slėgį, vėjo kryptį, temperatūrą ir t. t. Skaičiavimo mašina turėjo tiesiog apskaičiuoti ir sudaryti tobulą orų prognozę. Per dieną Lorenzui teko keletą kartų pakartoti paskutinį tyrimo ciklą. Jis rado išspausdintus pirmojo bandymo duomenis, pridėjo juos prie kitų duomenų ir įvedė į mašiną. Pradėjęs naują tyrimo ciklą, vyras išėjo išgerti kavos. Kai grįžo, jo laukė netikėtumas.

Meteorologas atkreipė dėmesį, kad antro ciklo grafikas visiškai skiriasi nuo pirmojo. Linijos prasidėjo vienoje vietoje, tačiau toliau judėjo visiškai skirtingai. Lorenzas nieko nesuprato. Iš pradžių pamanė, kad skaičiavimo mašina sugedo. Bet paskui jam atėjo į galvą, kad skirtumą lėmė skaičiai. Elektroninė skaičiavimo mašina skaičiavo šešių skaičių po kablelio tikslumu, tačiau naujame cikle buvo panaudoti ir išspausdinti tik pirmieji trys.

Pagal klasikinę fizikos teoriją, suapvalinimas iš esmės nieko nereiškia – mažas netikslumas pradiniuose duomenyse lemia tik nedidelį rezultato nuokrypį. Tačiau popierius Lorenzo rankose rodė ką kita.

Gimsta nauja teorija

Edwardas N. Lorenzas suvokė, kad jis stovi prie naujo mokslinio kelio pradžios, į kurį Newtonas užsukęs nebuvo. Lorenzui teko palaidoti savo svajonę prognozuoti ateities orus. Nesvarbu, kiek duomenų jis suvestų į savo modelį, nedidelių netikslumų įtaka tolimoms ateities prognozėms tik didės.

1963 m. Lorenzas jau buvo pasirirengęs paskelbti savo atradimą žurnale „Atmosferos mokslai“. Jis aprašė vadinamąsias dinamines sistemas, kuriose gamta neveikia kaip laikrodis. Gamtos reiškiniai, veikiami įvairių faktorių, vystosi pagal tam tikrus modelius.

Kontroversiškas straipsnis buvo sutiktas visiška tyla. Lorenzo matematiniai įrodymai buvo pernelyg sudėtingi daugumai jo kolegų meteorologų.

Praėjo metai, kol jo idėjos ėmė skintis kelią. Palaipsniui susidomėjimas augo, pasipylė kvietimų į konferencijas skaityti pranešimų.

Kitų mokslo šakų atstovai taip pat atkreipė dėmesį į Lorenzo idėjas. Seismologai suprato, kad jiems niekada nepavyks tiksliai numatyti žemės drebėjimų. Teorijos pripažinimui įtakos turėjo ir įvairūs nesusipratimai. Pavyzdžiui, vienas amerikiečių mokslininkas 1976 m. klaidingai išpranašavo žemės drebėjimą Peru pakrantėje 1981–1982 metais. Kad nekiltų panika ir būtų išvengta diplomatinės krizės, teko siųsti į Pietų Ameriką mokslininkų grupę.

Be to, Lorenzo modeliais buvo galima remtis tiriant, regis, visiškai atsitiktinius įvykius, pavyzdžiui, epilepsija sergančių žmonių priepuolius.

Dinaminių sistemų elgsenos tyrimas tapo mokslo objektu ir buvo pavadintas chaoso teorija. Šiuo metu ji laikoma vienu iš trijų svarbiausių XX a. mokslo laimėjimų. Kiti du yra kvantinė mechanika ir reliatyvumo teorija. Taigi Lorenzas išsikovojo vietą šalia tokių mokslo žvaigždžių kaip Nielsas Bohras ir Albertas Einsteinas.

Edwardas N. Lorenzas mirė 2008 metais.

Rašyti komentarą

Rašyti komentarą

„Mėgintuvėlis LT“ įkūrėja: verslo eksperimentas – uždegti mokslu vaikus Premium

Renata Česūnienė, MB „Mėgintuvėlis LT“ įkūrėja, pasitinka savo laboratorijoje. Stalas čia nukrautas...

Laisvalaikis
2019.04.19
Išsiaiškino, kur Shakespeare‘as rašė „Romeo ir Džiuljetą“

Britų istorikas Geoffrey‘is Marshas sako nustatęs, kur gyveno Williamas Shakespeare‘as (1564-1616 m.), kai...

Laisvalaikis
2019.04.17
Jei į Prezidentus kandidatuotų robotas

Vilniuje veikiantis privatus MO muziejus, atkreipdamas dėmesį į balandžio pradžioje atidarytą naują didžiąją...

Laisvalaikis
2019.04.17
Dievo Motinos katedrai verslas aukoja milijonus 1

Nacionaline tragedija vadinamas Paryžiaus Dievo Motinos katedros gaisras sujaudino ne tik tikinčiųjų širdis.

Laisvalaikis
2019.04.17
Futurologas Ch. Kutarna: naujame pasaulyje senos tiesos negalioja Premium

Futurologas dr. Chrisas Kutarna į interviu atvyko beveik parą keliavęs iš Naujosios Zelandijos – per Dohą, o...

Laisvalaikis
2019.04.16
NTAKD riboja tarptautinių „Vyno dienų“ reklamą Premium 8

Didžiausią Baltijos ir Šiaurės Europos šalių vyno parodą „Vyno dienos“ rengiantis „Vyno klubas“ pranešė, jog...

Laisvalaikis
2019.04.16
Paryžiaus katedra: kas prarasta ir kas laukia 7

Pirmadienio vakarą Paryžiaus Dievo Motinos katedrą niokojusį gaisrą pavyko numalšinti. Nors sudegė visas...

Laisvalaikis
2019.04.16
Kakė Makė eina į „Akropolius“ 9

„Alma littera“ pranešė plečianti savo valdomo „Kakės Makės“ prekės ženklo pasaulį – rugpjūtį Vilniaus ir...

Laisvalaikis
2019.04.15
Graikija ir Turkija turistams atvers senovinių laivų sudužimo vietas

Graikija ir Turkija turistams – nardytojams rengiasi atverti naujus povandeninės archeologijos lobynus.

Paslaugos
2019.04.15
Kelionės verslo reikalais – ne į sveikatą 1

Darbo reikalais dažnai keliaujantys žmonės retai kalba apie tokių išvykų romantiką, jiems tai – neišvengiama...

Laisvalaikis
2019.04.14
1940-ųjų ruduo – kelias į „Barbarossą“ Premium

Vos spėjus Vokietijai sutriuškinti Prancūziją ir išmesti iš žemyno britus, 1940 m. vasarą pasaulis ėmėsi...

Verslo klasė
2019.04.13
Savaitgalis Birštone: ką aplankyti ir kokių pramogų siūlo kurortas 5

Birštoną galima vadinti etaloniniu sėkmės pavyzdžiu: dar prieš penkerius metus kaip galimą kurortą poilsiui...

Laisvalaikis
2019.04.13
„Vero Cafe“ tinklo savininkai: krizė – geras laikas pradėti verslą Premium 4

Skamba kiek makabriškai, tačiau yra verslų, kuriuos pradėti geriausias laikas buvo per 2007–2008 m. finansų...

Laisvalaikis
2019.04.12
Mokslininkai nufotografavo juodąją skylę 1

Mokslininkams pirmą kartą pavyko nufotografuoti juodąją skylę, kurią jie aptiko tolimoje galaktikoje M87. Šį...

Laisvalaikis
2019.04.10
VGTU architektūros studentai laimėjo tarptautinį konkursą

Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VGTU) architektūros magistrantūros studentai tapo 3-iojo...

Laisvalaikis
2019.04.10
NASA išrinko 3 geriausius Marso buveinių projektus 4

JAV kosmoso tyrimų agentūra NASA išrinko tris konkurso „3D-Printed Habitat Challenge“ finalininkus, kurių...

Laisvalaikis
2019.04.09
Naujas vartojimo standartas – gyvenimas be atliekų Premium 5

Ar galite pasakyti, kokį nešiojamąjį kompiuterį įsigijęs padarysiu mažiau žalos aplinkai? Kaip rinkti šunų...

Laisvalaikis
2019.04.08
Švietimas: kaip mokytojai gali pamatyti pusiau pilną stiklinę

Jolanta Lipkevičienė daug pinigų neuždirba. Tačiau rytais ji keliasi su džiaugsmu ir skuba į darbą mokykloje.

Verslo klasė
2019.04.07
Pakalbėkim apie meną: apgaulingos Meliuzinos vilionės

„Lewben Art Foundation“ (LAF) rubrikoje „Savas kambarys“ šį kartą pristatoma menininkė Laisvydė Šalčiūtė ir...

Laisvalaikis
2019.04.07
A. Puklevičius: Vakcina nuo smegenų skystėjimo 42

Annie Dillard savo knygoje „Pilgrim at Tinker Creek“ („Piligrimas prie skardininko upelio“) pasakoja apie...

Verslo klasė
2019.04.07

Verslo žinių pasiūlymai

Šioje svetainėje naudojame slapukus (angl. „cookies“). Jie padeda atpažinti prisijungusius vartotojus, matuoti auditorijos dydį ir naršymo įpročius; taip mes galime keisti svetainę, kad ji būtų jums patogesnė.
Sutinku Plačiau