Discovery znanje
/ Knowledge Discovery >> Discovery znanje >> znanost >> fizikalna znanost >> matematične koncepte >>

Kako Chaos Theory Works

bivalstvo in razcepu

Medtem ko je Edward Lorenz tiho študiral vreme v Massachusettsu, avstralski rojeni znanstvenik z imenom Robert maj smo poskušali crack kodo drugačnem področju - populacijski biologiji. Maj ni bil tipičen biolog, polja in gozdove katalogizirati življenjske stvari gostovanja. Namesto tega je uporabil matematične tehnike za modeliranje, kako bi populacije živali sčasoma dana neka niz začetnih pogojev spremeniti. Njegovo delo ga je pripeljalo do uporabno formulo, ki je znan kot logistično razlika enačbe, ki mu je omogočila, da napovedati živalske populacije razmeroma dobro. Enačba izgledala takole:

X n + 1 = rx n (1 - x n)

kjer je r enak parameter vožnji, je dejavnik, ki povzroči, da se prebivalstvo za spremembo, in x n predstavlja populacije vrst. Za uporabo enačbe, začnete z določeno vrednostjo r in začetne vrednosti x 0. Potem zaženete enačbo iterativno za pridobitev vrednosti x 1, x 2 x 3, vse tja do x n.

Kot maja delal z enačbo v začetku leta 1970, je začel, da bi dobili zavajajočih rezultatov. Ko je gonilna parameter r ostala nizka, je bilo vse v najlepšem redu - prebivalstvo naselili na eno samo vrednost. Toda, ko je parameter vožnjo prikradle višje in višje, rezultati so bili po vsem mestu.

Lahko posvetovala z Jamesom Yorke, prijatelj in profesor matematike na Univerzi v Marylandu. Ob približno istem času je Yorke videl papir Lorenz je v listu atmosferske znanosti in verjel, da lahko obstaja povezava med vremenskimi vplivi in ​​spreminjajoče živalskih populacijah. Vzel je logistično razliko enačbe in tekel prek svojih korakov.

je začel z nizkimi vrednostmi r, tako kot je bilo maja, potem pa je ohranil bo višje in višje. Dokler r ostala pod 3,0 x n konvergenčne na eno vrednost. Toda, ko je nastavljena r enak 3,0, x n nihala med dvema vrednostma. Na zemljevidu ali diagram, je to zdelo kot eno ločnice na dva dela - na razcepu. Yorke hranijo pri čemer vrednost r celo višji. Kot je to storil, x N pojavili dodatni Bifurkacije, niha med štirimi vrednostmi, nato osem, nato pa 16. Če parameter vožnji znašala 3.569945672, x n niti konvergentno niti nihala - je postalo povsem naključno. In ko r hit vrednosti večje od 3.569945672, x n razstavljena popolno naključnost prekinjala " okna " stabilnosti.

Leta 1975, Yorke in soavtor TY Li povzamejo svoje ugotovitve v " Obdobje Tri pomeni