¡¡Libro de teoría del caos!!!
Lea "Caos: Creando una nueva ciencia" o "Teoría del Caos". La teoría del caos es una teoría evolutiva en la que un sistema cambia repentinamente de un estado ordenado a un estado desordenado. Es un estudio de las formas y mecanismos de formación de "procesos aleatorios" intrínsecos que aparecen en los sistemas deterministas.
El matemático estadounidense York y su estudiante de posgrado Li Tianyan introdujeron por primera vez el nombre "caos" en su artículo de 1975 "Caos". Cuando Lorenz, un meteorólogo estadounidense, estudió los problemas de flujo atmosférico en el pronóstico del tiempo a principios de la década de 1960, reveló que los fenómenos caóticos tienen dos características básicas: imprevisibilidad y una dependencia extremadamente sensible de las condiciones iniciales. El caos aparentemente caótico de arriba todavía tiene algún tipo de orden. En 1971, los científicos franceses Rolle y Togens propusieron el mecanismo para el surgimiento de soluciones turbulentas a las ecuaciones de Navier-Stokes desde un punto de vista matemático, revelando el camino del flujo cuasi periódico hacia la turbulencia y por primera vez revelando la existencia de Atractores extraños en el espacio de fases. Este es uno de los descubrimientos más poderosos de la ciencia moderna. En 1976, el biólogo estadounidense Mei reveló por primera vez la forma de lograr el caos mediante la bifurcación que duplica el período en un estudio simulado de la población anual de insectos que se reproducen estacionalmente. En 1978, cuando el físico estadounidense Feigenbaum volvió a realizar experimentos numéricos por computadora en el modelo de boca de insecto de May, descubrió dos constantes llamadas constantes de Feigenbaum. Esto ha atraído una amplia atención en la comunidad de física matemática. Al mismo tiempo, Mandelbrot utilizó la geometría fractal para describir una gran clase de objetos geométricos complejos e irregulares, dando a los atractores extraños una dimensión fractal y avanzando en la investigación sobre la teoría del caos. A finales de la década de 1970, los científicos descubrieron fenómenos de caos en muchos sistemas deterministas. Como tema, la ciencia del caos está actualmente en discusión y aún no se ha formado una teoría completamente madura.
Sin embargo, algunos científicos hablan muy bien de la teoría del caos y creen que "la teoría del caos es la segunda revolución de la física". Pero algunas personas piensan que esto parece un poco exagerado. Sus perspectivas de aplicación aún no se han revelado. Sin embargo, la investigación sobre la teoría del caos está estrechamente relacionada con la sinergética y la teoría de la estructura disipativa. Tienen la misma tarea en el tema de investigación de la transformación del desorden al orden y del orden al desorden, por lo que la teoría del caos también es una parte integral de la teoría de los sistemas autoorganizados. En los últimos años, los científicos han logrado importantes avances en el estudio del control del caos y han realizado experimentos de control del primer tipo de caos, es decir, el caos de series temporales. Los científicos británicos y japoneses también están experimentando con métodos de transmisión de señales que utilizan señales caóticas para ocultar información confidencial.
Cuando aparece el caos, la ciencia clásica termina. Los físicos de todo el mundo han estado buscando el orden de la naturaleza durante mucho tiempo, pero ante fenómenos desordenados como la atmósfera, los océanos turbulentos, los aumentos y disminuciones repentinos en el número de animales salvajes y los cambios en los latidos del corazón y cerebro, todos parecen bastante incomprensibles. Estas partes irregulares de la naturaleza, ni continuas ni regulares, siempre han sido un misterio para la ciencia.
Pero en la década de 1970, un puñado de científicos en Estados Unidos y Europa comenzaron a abrirse paso entre el caos para encontrar una salida. Incluidos matemáticos, físicos, biólogos, químicos, etc., todas las personas buscan la primera fase entre varias irregularidades. Los fisiólogos han encontrado un orden sorprendente en el caos del corazón humano, la principal causa de la misteriosa muerte súbita. Los ecologistas estudian el aumento y la caída de las cantidades, y los economistas extraen datos sobre los precios de las acciones para probar nuevas formas de análisis. Estos conocimientos comienzan a surgir y nos guían hacia el mundo natural: las formas de las nubes, las trayectorias de los relámpagos, las marañas microscópicas de vasos sanguíneos, las concentraciones de estrellas.
Desde investigadores que no se conocen hasta que el mundo se vuelve loco por sumarse a la moda de la nueva ciencia. Diez años después, el caos se ha convertido en un deporte salvaje que representa una remodelación del sistema científico, con conferencias y revistas dedicadas a la teoría del caos en todas partes, y presupuestos gubernamentales que incluyen más fondos militares, de la CIA y de investigación se invierten en explorar los fenómenos del caos. y se establece un departamento especial para manejar los ingresos y gastos de fondos. En cada universidad y centro conjunto de investigación, los teóricos consideran el caos como su primera vocación y, en segundo lugar, su especialidad. En Los Álamos se ha creado un centro de investigación no lineal que integra el caos y otros problemas relacionados, y están apareciendo instalaciones similares en campus de todo el país.
Chaos ha creado habilidades especiales en el uso de computadoras y el procesamiento de gráficos especiales para capturar fantasía y delicados patrones estructurales bajo apariencias complejas.
Esta nueva ciencia generó su propio lenguaje, su propia jerga estilística (fractales, divergencias, intervalos, ciclos, toallas plegadas, difeomorfismos y mapas de fideos lisos). Estos nuevos elementos en movimiento son como los quarks y los gluones en la física tradicional: nuevos elementos de la materia. Para algunos físicos, el caos es una ciencia en progreso más que un producto terminado, y es una forma más que una existencia.
El caos parece estar en todas partes: el humo de los cigarrillos se eleva y estalla en vórtices de humo salvaje, banderas ondeando hacia adelante y hacia atrás con el viento, grifos que pasan del goteo constante al caos. El caos también aparece en los cambios climáticos, la congestión de los automóviles en los aviones, las carreteras y el flujo de transmisión de los oleoductos subterráneos, no importa cuál se utilice como medio, todos los comportamientos siguen esta ley recién descubierta; Esta experiencia también está comenzando a cambiar la forma en que los empresarios toman decisiones sobre seguros, los astrónomos observan el sistema solar y los politólogos discuten las presiones de los conflictos armados.
El caos trasciende las fronteras de la ciencia porque es la imagen macroscópica de los sistemas. Reúne a pensadores de todas las disciplinas. Un oficial naval gestiona el presupuesto científico, afirmó ante una audiencia de matemáticos, biólogos y físicos. y los médicos: "Hace quince años, la ciencia estaba entrando en una crisis crítica, pero esta detallada división del trabajo fue integrada dramáticamente por la teoría del caos. Levántense". Los defensores más fervientes de la nueva ciencia creen que sólo hay tres obras maestras de la ciencia del siglo XX: la teoría de la relatividad, la mecánica cuántica y la teoría del caos. Sostienen que el caos se ha convertido en la tercera gran revolución de la ciencia física en este siglo. Al igual que las dos revoluciones anteriores, la teoría del caos ha destrozado el credo que era la norma en la física newtoniana. Como dijo un físico: la teoría de la relatividad niega la descripción de Newton del espacio y el tiempo absolutos; la teoría cuántica niega el sueño de Newton de los procesos de medición controlados; y la teoría del caos aniquila a Laplace) es una ilusión de la previsibilidad del determinismo causal.
La revolución de la teoría del caos se aplica al mundo que podemos ver y tocar, y funciona a escala humana. Las experiencias cotidianas y las escenas personales y reales del mundo se han vuelto adecuadas para objetivos de investigación. Durante mucho tiempo ha existido la sensación, pocas veces expresada públicamente, de que la física teórica parece haberse alejado cada vez más de la intuición humana sobre el mundo (por ejemplo: ¿Crees realmente que las plumas y las piedras caen a la misma velocidad? Galileo en diagonal desde Pisa La historia del ¡La torre que deja caer la esfera es un mito!) Nadie sabe si una nueva teoría se convertirá en una herejía sólida o simplemente en una herejía común, pero para algunos físicos acorralados, la teoría del caos es su nueva salida.
La investigación sobre la teoría del caos ha surgido desde la parte atrasada del ámbito original de la física. El apogeo de la física de partículas, que dominó el siglo XX, ha terminado, y se acabó el uso de términos de la física de partículas para explicar las limitaciones de las leyes naturales que tienen pocas soluciones para la mayoría de los problemas, excepto los sistemas más simples. En términos de previsibilidad, una cosa es hacer correr dos partículas alrededor de un acelerador en un laboratorio en la nube y chocar al final, y otra completamente diferente es tener un fluido que se mueve lentamente en un simple tubo, el clima en la Tierra o el cerebro humano. .
A medida que la Revolución del Caos continúa avanzando, los mejores físicos se sienten cómodos regresando a ciertos fenómenos a escala humana, estudiando no sólo las nebulosas sino también las nubes. Realizaron una fructífera investigación informática no sólo en la supercomputadora Cray sino también en la computadora personal Macintosh. La extraña dinámica de una pelota que rebota sobre una mesa se publica en las principales revistas junto con artículos sobre mecánica cuántica, y los sistemas más simples pueden crear desconcertantes problemas de previsibilidad. A pesar de esto, todavía surge orden de estos sistemas: el orden y el caos coexisten. Sólo una nueva ciencia puede salvar la profunda brecha entre lo microscópico: una molécula de agua, una célula de tejido cardíaco, un neutrón y el comportamiento colectivo de millones de objetos en el nivel macroscópico.
Mirando los dos trozos de espuma adyacentes en el fondo de la cascada, ¿puedes adivinar a qué distancia estaban en la parte superior de la cascada? En realidad, no hay rastro de ello, como sugeriría la física estándar, como si Dios hubiera agitado en secreto todas las moléculas de agua en una caja negra.
Por lo general, cuando los físicos ven resultados tan complejos, buscan causas complejas. Cuando ven la relación caótica entre varias cosas que entran y salen del sistema, piensan que se deben agregar perturbaciones o errores artificiales, lo cual no es factible en ninguna realidad. Añade factores aleatorios a la teoría. La investigación moderna sobre la teoría del caos, que comenzó en la década de 1960, se ha dado cuenta gradualmente de que una ecuación matemática bastante simple puede describir un sistema tan tosco e impredecible como una cascada, siempre que se introduzca una pequeña diferencia al principio, pronto conducirá a una caída. resultados completamente diferentes. Este fenómeno se llama "dependencia sensible de las condiciones iniciales". Por ejemplo, en el caso de los fenómenos meteorológicos, esto se puede explicar medio en broma por el conocido efecto mariposa: una mariposa que hoy extiende sus alas en Beijing perturba el aire, lo que puede provocar una tormenta en Nueva York el próximo mes.
Cuando los exploradores de la teoría del caos comenzaron a mirar hacia los orígenes de la nueva ciencia, rastrearon muchos caminos trillados hasta áreas del conocimiento pasadas. Pero uno de ellos es particularmente claro: para los jóvenes físicos y matemáticos en su viaje revolucionario, el efecto mariposa es su punto de partida común.