chaos deterministyczny
 
Encyklopedia
chaos deterministyczny,
fiz. nieregularne, nieuporządkowane zachowanie się układów deterministycznych, praktycznie nieprzewidywalne w dłuższych przedziałach czasu.
Po raz pierwszy zachowanie tego typu zaobserwowano na gruncie mechaniki klasycznej układów nieliniowych o niewielkiej liczbie stopni swobody, czyli takich, w których siły zależą nieliniowo od niewielkiej liczby zmiennych dynamicznych, i które w związku z tym, są opisywane niewielką liczbą nieliniowych równań różniczkowych lub różnicowych. Podstawową właściwością zjawiska chaosu deterministycznego jest jego niestabilność ze względu na warunki początkowe, czego ilustracją może być np. gra w bilard — minimalna zmiana wyjściowego kierunku ruchu kuli może prowadzić do radykalnie różnych torów jej ruchu; podobnie, wszelkie gry oparte np. na rzucaniu kostką — tutaj dosłownie warunki początkowe są w ręku, a mimo to wynik końcowy jest nieprzewidywalny, chociaż ruch kostki (tak jak poprzednio kuli) jest w pełni opisany deterministycznym równaniem ruchu klasycznej mechaniki bryły sztywnej. Zjawisko chaosu deterministycznego stawia w nowym świetle pojęcie przypadku i konieczności, rzucając tym samym nowe światło np. na fizykę statystyczną. Chaos deterministyczny można podzielić na konserwatywny i dysypatywny; oba rodzaje chaosu występują jedynie w układach niecałkowalnych, których jest większość. Dla chaosu konserwatywnego nieregularne obszary w przestrzeni fazowej, a dokładniej na powierzchni Poincarégo, wyglądają z grubsza jak ściana, w którą rzucono grochem. Dla chaosu dysypatywnego obszary chaotyczne mają strukturę fraktalną i noszą nazwę dziwnych atraktorów, obszary chaotyczne sąsiadują z obszarami regularnymi, co jest szczególnie dobrze widoczne na tzw. diagramach bifurkacyjnych (bifurkacja). Zjawisko chaosu deterministycznego jest badane nie tylko w naukach matematyczno-przyrodniczych (w tym np. badania nad stabilnością ekosystemów), ale także w naukach medycznych (np. badania zaburzeń pracy serca lub pracy mózgu), ekonomicznych a nawet społecznych (np. próba reinterpretacji teorii katastrof).
Bibliografia
H.G. SCHUSTER Chaos deterministyczny Warszawa 1995;
I. STEWART Czy Bóg gra w kości? Nowa matematyka chaosu Warszawa 2001.
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia