カオス理論に飛び込む-予測不可能性とバタフライ効果

私たちの中で誰がタイムトラベルを夢見ていませんか？たとえば、過去への旅について-致命的なミスから誰かを救うために、未解決の犯罪の証拠を収集し、最後に私たちの遠い祖先がアフリカのサバンナにどのように住んでいたかを見てください。このトピックは非常に人気があるので、怠惰な人だけがハリウッドでそれを拒否します。しかし、研究者たちは、世界はきちんと整然と行動していないと主張しています。この場合、同一のイベントは常に同じパターンの「副作用」につながり、将来は完全に予測可能であり、当然の結論にさえなります。幸いなことに、カオス理論は反対であり、完全な偶然の一致は私たちについてでもないと主張しています。私たちは、しばしばランダムに見える世界の真ん中のどこかに存在しますが、実際には特定の規則や法律に従います。カオス理論によると、わずかな変化が将来、別の場所で別の時間に根本的な結果につながる可能性があります。

時間を遡って変更し、戻ってくることはできますか？

カオス理論によると、小さな変化は大きな影響を及ぼします。

カオス理論

1970年代、アメリカの数学者と気象学者のエドワード・ローレンツは、カオス（ランダムなイベント）を発見しただけでなく、その主要なメカニズムを特定し、奇妙な特性に注目しました-近くの2つのポイントの繰り返し（時間の経過とともに軌道を構築する）がそれらの分離につながります。

基本的に、カオスは驚きの科学です、ああ非線形性と予測不可能性。ほとんどの科学分野は重力、電気、化学反応などの予測可能な現象を扱っていますが、カオス理論は、乱気流、天気、経済学、脳の健康などの予測または制御の事実上の不可能性です。

私たちの世界は無限に複雑です

これらの現象は、多くの場合、 フラクタル数学それは自然の果てしない複雑さを反映しています。雲、木、川など、多くの自然物にはフラクタル特性がありますが、私たちが住んでいるシステムの多くは、複雑で混沌とした振る舞いを示しています。

私たちの混沌としたフラクタルな性質を認識する世界は私たちに彼の新しい理解を与えることができます。カオスは単なる混乱ではありません。彼は秩序と無秩序の間の移行を調べます。それはしばしば驚くべき方法で起こります。

カオスの原則

ローレンツによって提案されたカオス原理の1つは同じバタフライ効果。ロシアで蝶が羽ばたくと、ニューメキシコのどこかでハリケーンにつながる可能性があります。私は同意します、それは完全にナンセンスのように聞こえますが、この接続は本物です。蝶が時空の正しい位置で羽ばたきをしていなかったら、ハリケーンは起こらなかっただろう。

もう一つの原則はその小さなことです初期条件の変化は、結果の劇的な変化につながります。結局のところ、私たちの生活はこの原則の絶え間ないデモンストレーションです。何百万人もの子供たちにカオスとフラクタルについて教えることの長期的な影響がどうなるか誰が知っていますか？

フラクタル 無限に複雑なパターンであり、単純なプロセスを連続的なフィードバックループで何度も繰り返すことによって作成されます。再帰によって駆動されるフラクタルは、力学系の画像、つまりカオスの画像です。幾何学的には、それらは私たちの通常の次元の間に存在します。

ミクロレベルでは、すべてが異なって起こります。

カオス内のパターンを理解することが重要ですどんな小さな変化でも非常に敏感なので、隠されています。これは、類似しているが同一ではない状況が完全に異なる結果につながる可能性があることを意味します。別の方法は、混沌とした世界では、結果がその原因に完全に不釣り合いになる可能性があるということです。そして、ルールは決定論的ですが、 未来は予測不可能です 長い目で見れば。

カオスは小さなものにとても敏感だから変化、ルールに従う方法はほぼ無限にあり、世界がどのように発展するかを正確に判断するには、現在と過去についての信じられないほどの詳細を知る必要があります。

カオス理論は、小さな変化が結果をもたらす可能性があると述べています。しかし、理論の中心的な概念の1つは、システムの状態を正確に予測することが不可能であるということです。

数学的観点からのフラクタルは、まず第一に、分数、中間、「全体ではない」次元を持つ集合です。

これは興味深いです：天気予報を信じることは可能ですか？

同様に、リバースエンジニアリングはできません現在および将来の状況を知るだけで、過去に関する情報の一部。同時に、タイムトラベルは過去の情報を復元するのに役立ちません。 時間を遡るとき 混沌としたシステムはまだ機能しており、予測できない結果につながります。

そしてバタフライ効果は古典的ですがカオス理論を説明する詩的な比喩では、カオスのダイナミクスは、トラの人口の増加や冥王星の衛星の回転など、現実世界の文脈でも現れます。不思議。

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バタフライ効果はありますか？

だから、私たちはすべての頭文字を知ることができないので複雑なシステムの条件が十分な（つまり完璧な）詳細であるため、このシステムの最終的な運命を予測することも期待できません。しかし、ロスアラモス国立研究所による量子物理学研究の結果は、いわゆるバタフライ効果を量子領域で克服して、失われた情報を「デコード」し、本質的に時間を戻すことができることを示しています。

もちろん、バタフライ効果はタイムトラベル理論ですが、Physical Review Lettersに掲載された研究では、量子力学におけるバタフライ効果の証拠がないことが示されました。

量子世界の法則は、私たちが直接観察できる法則とは大きく異なります。

科学的研究の著者が書いているように、精神時間を逆転させる操作を使用して情報を「解読」する実験は、レイ・ブラッドベリの有名な短編小説、サンダー・カムと同じバタフライ効果を生み出すことが期待されています。世界は完全に変わりました。

トピックの詳細：コンピューターシミュレーションは、バタフライ効果がないことを証明しました

しかし、研究者が量子システムを発見したように過去に暗号化された情報を効果的に修復し、復元することもできます。混乱やバタフライ効果は必要ありません。コンピューターシミュレーションを使用して、研究の著者はタイムトラベル中にそれを発見しました 世界は同じままです、これはバタフライ効果が量子力学に存在しないことを意味します。

タイムトラベルには過去を変える必要があります-タイムトラベラーを追加するだけでも、研究者たちは指摘しています。さらに、古典物理学と量子力学におけるカオスの概念は、さまざまな方法で理解する必要があります。