Что понимается под хаосом и какими свойствами он обладает? Это высокая степень энтропии, т.е. беспорядка, непредсказуемость, проявляющаяся в виде случайности. К явлениям неподдающимся точному предсказанию относятся атмосферные процессы, движение брошенной игральной кости, течение горной реки, биржевые колебания, броуновское движение.
Ранее считалось, что обладая огромными вычислительными возможностями, можно предсказать поведение таких процессов. Эта точка зрения нашла обоснования в лице французского математика Лапласа, согласно которой в этом мире случайностей не существует. Случайность – это наше незнание о процессах.
В начале XX века другой французский математик Пуанкаре опроверг эту точку зрения. Исследования показали − случайность есть объективное свойство природных процессов, и её нельзя устранить, накапливая информацию о системе. Оказалось, что и простые детерминированные системы могут порождать случайность которую также нельзя устранить, наращивая информацию о них. Такие процессы назвали случайно-подобными. Они определены законами и правилами детерминирующих их изменения, которые не несут никакой случайности, тем не менее быстрый рост неопределённости не допускает долговременного прогноза.
Необходимо отличать детерминированный хаос от стохастических процессов, связанных с массой действующих факторов. Эти различия, во-первых, заключаются в том, что детерминированные случайно-подобные процессы полностью воспроизводимы на любом этапе их реализации, в отличие от стохастических, которые таким свойством не обладают. Во-вторых, стохастические процессы сохраняют своё устойчивое поведение в противоположность детерминированным хаотическим. Например, представим себе расписание поездов, воздействие стохастического фактора существенно не изменит структуры расписания, в отличие от случайно-подобного, который полностью его обрушит.
Поразительно, но в основе хаоса лежат четкие геометрические объекты, которые называются фракталами. Фракталы − это зоны реализации хаотических процессов. Принцип фрактала «всё во всём». Он обладает самоподобием или инвариантностью относительно масштаба, являясь следом хаотических процессов. Оказалось, что многие объекты в природе обладают фрактальной структурой.
И несмотря на то, что хаос накладывает ограничения на возможность прогнозирования, он предполагает наличие связей там, где их ранее не подозревал никто. Хаос позволяет находить порядок в различных явлениях, таких как атмосферные фронты, капающий кран, физико-химические процессы.
Так что же такое порядок? В отличие от хаоса – это определённость, малая степень энтропии, периодичность, закономерность, наличие устойчивых связей между явлениями. В свете изложенного, в самом хаосе есть порядок. Ещё в первой половине ХХ века английским математиком Рамсеем была доказана теорема, смысл которой стал понятен лишь в настоящее время: полный беспорядок невозможен. Чем больше мощность хаоса, тем больше в нём очагов порядка. Достаточно управляющими сигналами воздействовать на эти очаги и возможно осуществить переход в упорядоченные состояния, чем сегодня и занимается новая наука теория управляемого хаоса.
В настоящее время идёт поиск законов перехода хаоса в порядок. Если такие законы будут открыты, то нас ждёт научная революция, открывающая фантастические технологические возможности по сравнению с которыми киборг Т−1000 в фильме «Терминатор 2: Судный день» покажется просто детской игрушкой.
Также материалы по теме «Микро- и мегамир, хаос и теория катастроф»:
Платформа Дзен по определённым причинам меняет алгоритмы показов. Если вы уверены, что подписаны на канал рекомендуется проверить это в связи с возможной автоматической отпиской.
