MassimoL
Bentornati ad un'altra sorprendente edizione delle domande di cultura generale !
3609 utenti della rete avevano questa curiosità : Spiegami cos'è la teoria del caos e cos'è usato per?
Per favore, niente analogie con le farfalle.
Ed ecco le risposte:
Magia quantistica a parte, se hai 100% di conoscenza dello stato del sistema, dovresti essere in grado di prevederne il futuro usando la fisica. In pratica, non hai mai 100%, tu sono limitati dalla precisione delle misurazioni che è possibile eseguire. Di solito, questo è abbastanza buono. Informazioni approssimative sul sistema ci consentono di fare previsioni approssimative. Ad esempio, potremmo essere in grado di prevedere che una palla di cannone volerà da qualche parte tra 100 – m. Sapremmo il numero esatto se sapessimo come si comporta ogni singola particella d'aria che colpisce sulla sua strada, cosa che non sappiamo. Ma nel complesso, è una previsione utile.
Tuttavia, se un sistema è caotico, le previsioni basate su dati approssimativi non saranno solo leggermente imprecisi, saranno così selvaggiamente casuali da essere praticamente inutili. Ad esempio, il movimento di un singolo granello di sabbia in una tempesta di sabbia. È così leggero e circondato da così tante particelle di dimensioni simili che lo colpiscono, una piccola variazione lo invierà su un percorso completamente diverso. È inutile anche solo provare a indovinare dove va a finire.
Alcuni sistemi cadono da qualche parte nel mezzo: a breve termine, possiamo ragionevolmente buona previsione, ma l'accuratezza diminuisce drasticamente con previsioni a lungo termine, fino a quando il sistema diventa completamente caotico. Esempi di tali sistemi sono le condizioni meteorologiche e i movimenti degli oggetti celesti.
Viene utilizzato principalmente in matematica per spiegare sistemi che sono altamente sensibili alle condizioni iniziali. Immagina di lanciare una biglia dallo stesso identico punto 1 milione di volte. Le condizioni di resistenza all'aria e altre variabili cambieranno ogni volta il corso del marmo. La teoria del caos è proprio questo, scenari che avendo solo lievi cambiamenti iniziali portano a risultati completamente diversi. È studiato perché può aiutarci a comprendere l'aerodinamica e il movimento delle particelle in modo più preciso
La teoria del caos è la teoria secondo cui esistono alcuni sistemi matematici e in effetti naturali che sono altamente irregolari e diversi, al punto in cui possono sembrare totalmente casuali, ma sono in fatto interamente previsto dalle equazioni sottostanti. Un doppio pendolo è uno di questi sistemi, un il rubinetto che gocciola è un altro.
Il problema è che quando esistono tali sistemi, una modifica assolutamente minima alle condizioni iniziali può avere effetti enormi. Ad esempio, due pendoli doppi quasi identici avranno movimenti completamente diversi, o la differenza più piccola in assoluto nel modo in cui un rubinetto è chiuso sarà la differenza tra i diversi modelli di gocciolamento e in effetti se il modello è regolare o irregolare.
La teoria del caos ha molteplici usi. Ad esempio, la maggior parte della crittografia moderna si basa su processi matematici che producono risultati radicalmente diversi e quindi impossibili da indovinare, ma che possono essere ricreati se si hanno le condizioni iniziali esatte. In altre parole, hai bisogno di un sistema che sembri casuale ma non lo è. Che cos'è il caos. Vari sistemi in biologia ed economia implicano anche un comportamento caotico: sembra casuale ed è eccezionalmente difficile da prevedere, ma risponde alle equazioni sottostanti, è solo che quelle equazioni sono altamente caotiche.
Infine la teoria del caos è utile all'interfase tra fisica e filosofia per spiegare come il nostro universo possa essere interamente deterministico (cioè il risultato finale di vari processi fisici conoscibili) ma contenere anche tale diversità e imprevedibilità . Piccoli cambiamenti nella condizione iniziale di diverse parti del big bang possono produrre tutta la diversità che è l'universo che vediamo. E combina la teoria del caos e la teoria dell'incertezza di Heisenberg che sostiene che è impossibile misurare perfettamente le condizioni iniziali , perché a livello quantistico modifichi le condizioni provando a misurarle, e ciò che ti rimane è una spiegazione di come l'universo può essere completamente impossibile da prevedere, e tuttavia completamente spiegato da leggi che comprendiamo.
Questa gif probabilmente lo mostra meglio. Tre pendoli doppi, che iniziano quasi esattamente nello stesso stato, avranno velocità e posizioni completamente diverse solo pochi secondi dopo.
Teoria del caos , in poche parole, è lo studio di come si comportano tali sistemi, incluso ma non limitato a:
In sistemi complessi, una leggera modifica nell'input del sistema può dare risultati molto diversi.
Prendiamo ad esempio una partita a biliardo. Il pallino e tutte le altre palline si trovano idealmente negli stessi posti quando inizi il gioco. Se provi a colpire il triangolo di palline nello stesso punto quando inizi il gioco, probabilmente vedrai la maggior parte delle palline muoversi in modo molto diverso ogni volta.
Questo è un esempio di teoria del caos in azione. La sottile differenza nella forza con cui colpisci la bilia battente, come le palline nel triangolo si trovano leggermente in punti diversi ogni volta che giochi e una serie di altre cose tutte insieme a palla di neve per darti uno schema molto diverso di come si muovono tutte le palline intorno al tavolo, anche se la configurazione del tuo gioco era molto simile a ogni altra volta che hai impostato un gioco.
Dove si costruisce davvero La complessità è quando le palline iniziano a rimbalzare sui lati del tavolo dopo che il primo colpo le fa volare. Una leggera differenza di velocità e direzione farà rimbalzare le palle l'una sull'altra con angoli e lati diversi, o addirittura farà rimbalzare palle completamente diverse l'una sull'altra.
Ciò significa che all'inizio, tutti i giochi di biliardo a cui giochi sono molto simili. Anche dopo che hai colpito la bilia battente e ha colpito il triangolo di palline, sarai comunque per lo più lo stesso di ogni altro gioco che hai giocato. È la complessità di tutte le palline che rimbalzano l'una sull'altra che trasforma rapidamente piccole differenze in differenze sempre più grandi.
