Продолжаем нашу научно-популярную эпопею по замечательной книге «Ритм Вселенной». Помогу с навигацией: вот здесь начало повествования, здесь продолжение, а здесь можно пройти интересный тест на знание секретов мироздания.
Сегодняшняя тема — обещанный еще в первой статье «странный аттрактор». Что это такое и с чем его едят?
Снова об «эффекте бабочки»
Все слышали об «эффекте бабочки», благодаря известным фильмам, но больше — из-за очень образного и понятного названия. Если коротко: теоретически взмах крыла бабочки может послужить началом урагана на другой стороне планеты. Малозначительные, на первый взгляд, события бывают способны инициировать совершенно непропорциональные по своим масштабам цепные реакции. Это и есть теория хаоса: компоненты систем могут перемешиваться и изменяться самым неожиданным — непредсказуемым — образом.
Ритмические системы — антипод хаотических. Если мы заденем метроном, он остановится на мгновение, а затем снова начнет совершать повторяющиеся движения. Графической моделью циклических движений можно назвать окружность.
Порядок хаоса
Но у хаоса тоже есть свой порядок. И своя графическая модель у него тоже есть, но она гораздо сложнее окружности. Задолго до появления современной компьютерной графики такую фигуру было не так-то просто воспроизвести и визуализировать. Ученым, даже нарисовав ее в собственном воображении, было очень трудно подобрать слова, чтобы передать эту необычную геометрию. Ее описывали как «бесконечное сочетание поверхностей».
В наши дни это получило название «странного аттрактора».
Динамика преобразуется в геометрию: хаотическое движение становится некой картиной — чем-то таким, что мы можем увидеть. Статическим образом, который мы можем рассматривать и изучать.
Поисковики на запрос «хаос» выдают тысячи картинок… Какая из них верная? — Источник.
На что же похож хаос?
Упомянутая траектория никогда не завершается и не пересекает сама себя, поскольку хаос никогда не повторяется. Она никогда не выходит за пределы определенной сферы, поэтому не может уйти в бесконечность.
Замкнутая внутри этой сферы, приговоренная бесконечно долго блуждать внутри нее, но ни разу не пересекаясь сама с собой, эта траектория должна следовать очень сложным путем. Возникает соблазн представить ее в виде клубка, намотанного из бесконечно длинной нити и лишенного какой-либо структуры. Но оказалось, что эта траектория подчинена строгой логике и замкнута лишь в крошечной части доступного ей пространства.
Странный аттрактор
Чтобы сделать эти абстракции более конкретными, попытайтесь представить себе странный аттрактор в виде футуристического автомобильного паркинга из фильма «Сумеречная зона». Гараж полностью автоматизирован. Пока вы пассивно сидите за рулем автомобиля, буксирное устройство цепляет ваш автомобиль и перетаскивает его на свободное место в гараже. Гараж имеет два крыла; в данном случае будем называть их восточной и западной башнями, каждая из которых содержит бесконечно большое число уровней.
Когда вы готовы отправиться в дорогу, вы нажимаете на кнопку, чтобы включить буксирное устройство. В течение какого-то времени вы спускаетесь и чувствуете, что спуск действительно происходит, хотя вас несколько мутит от бесконечного кружения по всем этим многочисленным уровням; внезапно у вас возникает ощущение, что вы отнюдь не приблизились к поверхности земли, оказавшись вместо этого у верхнего уровня противоположной башни. В ходе этой дьявольской езды вы продолжаете бесконечно кружить по многочисленным уровням, оказываясь в непредсказуемые моменты времени то в одной, то в другой башне. Вы обречены кружить по этим уровням до бесконечности. Хотя вам никак не удается выбраться из этой ловушки, ваш путь ни разу не повторяется. Вы можете случайно вернуться на тот же уровень той же башни, но никогда в ту же самую точку.
Бабочки на десерт
Сегодня компьютерные технологии позволили создать визуальную модель хаоса. «Эффект бабочки» — удачная метафора, но как выглядит этот эффект? По иронии судьбы, а может под действием пока неизвестных законов, но наука не стала спорить. Странный аттрактор выглядит вот так:
Подготовлено по материалам книги «Ритм Вселенной».
Обложка поста: pixabay.com.
