Чем полезны бабочки в природе


Какую пользу приносят бабочки и зачем они нужны

Многие интересуются пользой от бабочек и не понимают зачем они нужны в природе. Бабочки это порхающие цветы. Живут бабочки от нескольких часов до нескольких недель. И только перезимовавшие могут жить несколько месяцев, как, например, крушинница, которая живёт 10 месяцев.

Несмотря на свою короткую жизнь, бабочки практически у всех народов символизируют бессмертие. Ацтеки связывали дневную бабочку с солнцем и называли её «колышущимся огнём», а ночную («обсидиановую») — с духом звёзд и считали её символом душ женщин, умерших при родах. В связи с этими представлениями художники часто изображали бабочек на руке младенца Христа.

Чарльз Дарвин в своей книге «Путешествие на «Бигле»» описал бабочку, которая умеет… ходить. Это Папилио Ферониа. Вкусовые рецепторы у неё расположены на ногах, которыми она пробует растение на вкус. На них во своё спасение она даже бегает, хотя это скорее исключение, чем правило.

 

Бабочки обладают отличным зрением. Им доступен и ультрафиолетовый спектр. Один глаз у них состоит из 17000 фасеток — многогранных кристалликов. Более совершенных глаз, чем у них да ещё у стрекоз, ни у кого нет.

Бабочки из куколок появляются обычно вечером и уже через несколько часов, расправив крылья, отправляются прямо ночью в свой первый полёт.

Подмечено, что гусеницы махаона кормятся на зонтичных растениях, хвостоносца Маака — на листьях бархатного дерева, гусеницы ирисов питаются соком поражённых растений, а самые привередливые из них — только гнилыми бананами, чертополоховки — колючими жёсткими листьями одноимённого растения.

Большой павлиний глаз (символ уникальной дальневосточной природы) — одна из самых знаменитых и красивых, наиболее часто встречающихся (даже в городских парках) бабочек — питается лишь жгучей крапивой. От крошечной головки этого мотылька отходят 2 усика. Эти их приспособления можно отнести к самым чувствительным на земле приборам, улавливающим запах, в т.ч. запах самки, — примерно за 11 км.

Очень часто русские названия бражников соответствуют растениям, на которых кормятся их гусеницы: молочайный (на молочае), тополевый, олеандровый, сосновый (на сосне, реже — ели), дубовый. Есть среди них виды, гусеницы которых развиваются на яблоне, груше, сливе, картофеле, баклажанах и тем самым наносят вред сельскохозяйственным культурам.

С раннего утра бабочки активно «работают», опыляя растения, а всю вторую половину дня до поздней ночи занимаются размножением.

 

Польза бабочек для природы

В сфере опыления растений эти жизнеутверждающие создания природы занимают второе по важности место после пчёл, а иногда и первое. Они дарят жизнь растениям, но не забывают и о продолжении своего рода. Например, живущая в пустыне ночная бабочка юкка является единственным опылителем цветков одноимённого кактуса. Бабочка переносит пыльцу с цветка на цветок и тут же откладывает 3 яйца. Впоследствии часть развившихся из пыльцы семян «продолжает род» кактуса юкки, а часть идёт на корм гусеницам самой бабочки.

Некоторые тропические растения (ряд видов семейства орхидных, вьюнковых и др.) также опыляются исключительно бабочками. А отдельные гусеницы питаются вредными насекомыми. Например, хищник-гусеница бабочки червецеедки питается маслинными ложнощитовками, помогая людям в борьбе с вредителями садов.

К полезным относится бабочка тутового шелкопряда (восточного и дубового), используемого в народном хозяйстве. Но есть среди них и вредные: озимая совка, монашенка, непарный шелкопряд, златогузка, плодожорка, мебельная моль, пестрянка (ядовита и опасна для птиц) и др.

Изучение перелётов и миграции бабочек имеет большое значение для профилактических мер борьбы с вредителями сельского хозяйства.

Как работают бабочки | HowStuffWorks

Функционирование тела бабочки во многом зависит от погоды. Сильный ветер и капли дождя могут повредить крылья бабочки. Поскольку у бабочек нет возможности исправить повреждение крыльев, они обычно находят укрытие, когда чувствуют изменения погоды, которые сигнализируют о приближающемся шторме. Но температура может быть даже большей угрозой, чем дождь или град.

Тела бабочек лучше всего работают при внутренней температуре около 82 градусов по Фаренгейту (28 градусов по Цельсию).Бабочки вообще не могут двигать мышцами крыльев, если им становится слишком холодно, а это значит, что они не могут искать пищу или спасаться от хищников. Многие бабочки используют цвета своих крыльев в качестве предупреждения для хищников - они быстро вспыхивают яркими цветами или яркими, похожими на глаза рисунками, чтобы напугать хищника, а затем улетают. Бабочки также могут показывать свой цвет, чтобы предупредить хищников об их химической защите , такой как токсины или вещества с неприятным привкусом. В очень холодную погоду бабочки этого делать не могут.

Объявление

В отличие от млекопитающих, которые обычно могут поддерживать стабильную температуру при любых температурах, кроме экстремальных, бабочкам приходится использовать окружающую среду, чтобы управлять теплом своего тела. А согреться бывает непросто. Ночью бабочки устраиваются на ночлег или укрываются, чтобы защитить себя от понижения температуры, но днем ​​- совсем другое дело.

В течение дня вы можете увидеть бабочек , купающихся с распахнутыми крыльями, чтобы поймать тепло солнца.При более низких температурах бабочки также могут использовать свои крылья в качестве отражателей, частично открывая их, чтобы сосредоточить солнечный свет на грудной клетке, где прикрепляются мышцы крыльев. Иногда бабочки отдыхают на теплых камнях, чтобы впитать тепло снизу. Если погода становится слишком теплой, бабочка может сложить крылья и устроиться так, чтобы солнце попадало на узкий край крыльев, а не на широкую сторону.

Иногда солнце не дает достаточно тепла, чтобы заставить бабочку двигаться.Когда это происходит, бабочка может двигать крыльями крошечными шагами в каждом направлении, постепенно согревая мышцы. Это движение очень похоже на то, как ваше тело дрожит в холодную погоду, чтобы согреться. В конце концов, мышцы бабочки разогреваются, и она может летать.

Бабочка не может перестать беспокоиться о температуре, когда она находится в воздухе. Тела бабочек холодеют, когда их пронизывает прохладный ветерок, как остывает горячая ложка супа, если подуть на ее поверхность.Вот почему в очень прохладные дни бабочки часто летают короткими стремительными стаями. Бабочка согреется, пока не будет готова к полету, быстро переместится к следующему цветку или месту купания и снова начнет согреваться.

Не все путешествия бабочек включают короткие перелеты от цветка к цветку. Более 200 видов бабочек мигрируют на большие расстояния. Самая известная из них - бабочка-монарх, которая совершает свой путь к местам зимовки в Калифорнии и Мексике в несколько этапов с участием нескольких поколений бабочек.

.

Как биомимикрия вдохновляет человека на инновации | Наука

Первое, что вы замечаете в отделе энтомологических коллекций, отделе чешуекрылых, в Смитсоновском музее естественной истории, - это слабый, неуловимо знакомый запах. Нафталиновые шарики. Прежде чем обратиться к Бобу Роббинсу, энтомологу-исследователю, я вкратце поразмышлял о космической иронии судьбы нафталиновых шариков в комнате, полной мотыльков (и бабочек, потомство бабочек, эволюционировавших для полетов днем). «Есть много насекомых, которые поедают сушеных насекомых, - сказал он, - поэтому традиционно вы защищали от этих вредителей с помощью нафталина или нафталина.”

Нафталиновые шарики были прекращены (в пользу замораживания новых образцов для уничтожения любых вредителей), но этот стойкий запах, а также бесконечные ящики с насекомыми, приколотые под стеклом и тщательно выстроенные в ряд за рядом стальных шкафов для таксономических потомков, только усиливает чувство возраста в тихой комнате. Время, кажется, остановилось, как миллионы образцов.

Но пролистайте эти ящики, сквозь точно расположенные эскадрильи ласточкиных хвостов и мотыльков, и начинает формироваться другая идея: это не дремлющее хранилище, а лаборатория, которая исследует чрезвычайно успешное предприятие.На протяжении примерно 150 миллионов лет эти «продукты» безжалостно создавались прототипами, тестировались на рынке, модернизировались, улучшались и иным образом делались новыми и улучшались по мере того, как мир вокруг них менялся. Каждый из этих хрупких образцов представляет собой пакет инноваций, ожидающих понимания и адаптации.

Это идея, лежащая в основе все более влиятельной дисциплины биомимикрии: мы, человеческие существа, которые пытались создавать вещи на мгновение ока эволюции, должны многому научиться из длительных процессов естественного отбора, будь то как сделать крыло более аэродинамичным, или город - более устойчивым, или электронный дисплей - более ярким.Более десяти лет назад выпускник Массачусетского технологического института по имени Марк Майлз увлекался микроэлектромеханикой и обработкой материалов. Когда он листал научный журнал, его остановила статья о том, как бабочки создают цвет в своих крыльях. Ярко-переливающийся синий цвет различных видов Morpho, например, происходит не от пигмента, а от «структурного цвета». Эти крылья скрывают наноразмерную сборку черепичных пластин, форма и расстояние которых расположены в точном порядке, который нарушает длину волны отраженного света, создавая блестящий синий цвет.Чтобы создать такой же синий цвет из пигмента, потребуется гораздо больше энергии - энергии, которую лучше использовать для полета, питания и размножения.

Майлз задался вопросом, можно ли каким-то образом использовать эту возможность. Где еще вы могли бы пожелать невероятно яркие цвета в тонкой упаковке? Конечно: на дисплее электронного устройства. Qualcomm, которая приобрела компанию, созданную Майлсом для разработки этой технологии, использовала ее в своем дисплее Mirasol. «Мы используем явления оптических помех», - говорит Брайан Галли, старший директор по управлению продуктами Qualcomm.Под стеклянной поверхностью скрывается огромное количество интерферометрических модуляторов, по сути, микроскопических (площадью от 10 до 50 микрон) зеркал, которые перемещаются вверх и вниз за микросекунды, чтобы создать нужный цвет.

Как и крылья бабочки, «дисплей воспринимает окружающий нас белый свет, белый свет или солнечный свет и через помехи отправляет нам обратно цветное изображение», - говорит Галли. В отличие от обычных ЖК-экранов Mirasol не должен генерировать собственный свет.«Яркость дисплея автоматически изменяется в зависимости от окружающего освещения». В результате Mirasol потребляет десятую часть мощности ЖК-считывателя. Qualcomm использовала дисплей в устройстве для чтения электронных книг и предлагает его по лицензии другим компаниям.

Хотя биомимикрия вдохновляла людей на инновации на протяжении десятилетий - одним из наиболее часто цитируемых примеров является липучка, которую швейцарский инженер Жорж де Местраль запатентовал в 1955 году после изучения того, как боры прилипают к его одежде, - более совершенные технологии и более тонкие исследования позволили сделать все более сложными. адаптации.Программное обеспечение для проектирования, созданное немецким исследователем Клаусом Маттеком и используемое в автомобилях Opel и Mercedes, отражает то, как деревья и кости распределяют силу и нагрузки. Вентилятор, созданный Pax Scientific, заимствует из кружащихся водорослей, наутилусов и щенков, чтобы более эффективно перемещать воздух. В теплице, орошаемой соленой водой, в пустыне Катара будут использоваться приемы конденсации и испарения, полученные из носа верблюда. Теперь, отчасти благодаря продолжающимся инновациям в наноразмерном производстве, производители выводят на рынок все более широкий спектр продуктов.

Биомимикрия - это не продукт, а процесс, использующий естественные организмы и процессы для стимулирования инноваций. Организации и даже города могут искать вдохновения в экосистемах, говорит Тим ​​МакГи, биолог и член консалтинговой компании Biomimicry 3.8 из Монтаны. В Лавасе, названном его разработчиками «первым спланированным горным городом Индии», которые надеются в конечном итоге построить там дома для более чем 300 000 человек, гильдия проконсультировалась с ландшафтными архитекторами. Таким образом, стратегия посадки включала лиственные деревья, формирующие навес для улавливания, а затем отражения за счет испарения почти трети пролившегося на него муссонного дождя.По словам МакГи, этот эффект действует «как двигатель, приводящий в движение муссоны внутри страны», что помогает предотвратить засуху. Гидродинамически эффективная форма листьев баньянового дерева повлияла на конструкцию кровельной черепицы, лучше отводящей воду, в то время как системы отвода воды были вдохновлены тем, как муравьи-сборщики отводят воду от своих гнезд. Первый «городок» Лаваса был завершен, и к 2020 году планируется построить еще четыре.

Все говорят о способах уменьшить человеческий след или добиться «нулевого» воздействия.Но природа, как говорит МакГи, обычно идет еще дальше: «Она почти никогда не бывает нулевой - продукция этой системы обычно полезна для всего, что ее окружает». Что, если бы мы могли строить наши города таким же образом? «Что, если бы в Нью-Йорке во время дождя вода, которая попадала в Ист-Ривер, была чище, чем когда она падала?» А что, если во время пожара в лесу пламя можно будет потушить средствами, не зависящими от токсичных веществ? «Природа создает нетоксичные антипирены», - отмечает МакГи."Почему мы не можем?"

В течение многих лет исследователи сосредоточились на химии антипиренов, но безрезультатно. Но, возможно, естественные процессы могут открыть путь к инновациям в лаборатории, говорит МакГи. Может быть, это то, как шишки сосновой сосны раскрываются перед лицом жары (чтобы позволить воспроизводство, даже когда огонь уничтожает лес), или то, как эвкалиптовые деревья сбрасывают рассыпанные кусочки быстро горящей коры, чтобы всасывать кислород и уносить огонь от основной багажник. Хайме Грюнлан, инженер-механик из Texas A&M, разработал огнестойкую ткань, в которой используется хитозан, возобновляемый материал, взятый из панцирей лобстеров и креветок (и химический родственник хитина в крыльях бабочек), для создания нанослойного полимерного покрытия. при нагревании образует углеродную «оболочку», которая защищает ткань.

Lepidoptera олицетворяет несколько проблем, которые создавались природой в течение многих тысячелетий. В ходе эволюционного вызова и реакции между добычей и хищником многие бабочки развили способность обнаруживать ультразвуковые щелчки летучих мышей, а некоторые даже могут посылать сбивающие с толку контрсигналы. Крылья бабочек имеют тенденцию быть черными ближе к их телу, чтобы помочь удерживать тепло. Эти крылья покрыты устойчивым к загрязнениям покрытием - они самоочищаются. Орнаментальные «глаза» на этих крыльях, предназначенные для отпугивания хищников, часто расположены рядом с краем, чтобы минимизировать повреждение крыльев в случае укуса бабочки.

И еще цвет - то, о чем мы думаем, когда думаем о бабочках. «Люди называют их летающими цветами», - говорит Роббинс. В то время как некоторые используют цвет для маскировки, наиболее яркие виды идут другим путем, рекламируя свою токсичность потенциальным хищникам в яркой демонстрации. Писатель Дэвид Кваммен называет их «дураками из мира природы», «эволюционным экспериментом в явном декоративном излишестве». В целом, пишет Кваммен, бабочки «представляют собой идеал сладости и нежной грации, который кажется почти невинным для всей беспощадной эволюционной свободы для всех.«И множество вдохновения ждет, чтобы взлететь на этих тонких крыльях.

Исследователи из Шанхайского университета Цзяо Тонг, вдохновленные крылатыми бабочками (черная область их крыльев обеспечивает почти полное поглощение света и улавливает тепло), создают похожую по структуре супер-черную аморфную углеродную пленку для создания более эффективных солнечных технологий. В проекте под названием NOtES, который вырос из исследований в Университете Саймона Фрейзера в Британской Колумбии, используются наноразмерные структуры, мешающие свету, для создания штампа по борьбе с подделкой, который труднее взломать, чем голограмму, и который можно «напечатать» не только на банке. заметки, но и на целый ряд других объектов.Метки радиочастотной идентификации (RFID), которые используются для всего, от отслеживания инвентаря до определения характеристик шин, обычно не работают в экстремальных условиях, особенно там, где есть вода или металл. И поэтому компания под названием Omni-ID адаптировала принцип помех для создания более надежной RFID, используя крошечные металлические шкалы в метках, чтобы улучшить передачу радиосигналов.

Учитывая, что Морфо использует цвет для привлечения внимания, кажется уместным, что бабочка также вдохновила людей на моду.Донна Сгро, модельер из Сиднея, Австралия, называющая себя «случайным лепидоптерологом», создала три платья из ткани под названием Morphotex, не содержащего пигментов переливающегося синего материала, который приобретает свой цвет благодаря оптическим помехам. Сгро говорит, что в то время как Morphotex устраняет необходимость в красителях (и, таким образом, потенциально несет меньшее воздействие на окружающую среду), ее интересы выходили за рамки обычного подхода к дизайну типа «проблема-решение», которому склонны следовать биомимисты. В конце концов, мода - это больше, чем просто потребность в одежде.Как то, как природа использует эстетику, может влиять на то, как это делаем мы? Сейчас Сгро учится на докторскую степень в области биомимикрии и моды в Королевском институте моды в Мельбурне.

Роббинс и я покинули центр коллекций Музея естественной истории и отправились в соседний Павильон бабочек, и это было похоже на праздник любви чешуекрылых. Женщина наклонила свой смартфон, чтобы сфотографировать монарха, питающегося цветком. - воскликнула японская туристка, когда на ее сумку приземлился Gulf Fritillary. Ребенок завизжал, когда Морфо пелеид медленно взмахнул переливающимися синими крыльями.Непросто представить эту сцену с любым другим насекомым; справедливо или нет, но мы не ходим в павильоны для жратвы и муравьев.

Я спросил об особой привлекательности этих насекомых. «Они не жуют, не кусают», - сказал он. «Те, что видят люди, обычно красивы. Некоторые из них вредны для сельского хозяйства, но они довольно дружелюбные ребята и чертовски красивее большинства других насекомых ». Если бы только, подумал я, люди теперь знали, насколько полезной может быть вся эта красота.

.

Бабочки идут

Три четверти видов бабочек, встречающихся в Великобритании, находятся в упадке с 1970-х годов, и многие виды сейчас можно встретить только в небольшой части их исторического ареала. Столь же тревожные тенденции были зарегистрированы по всему миру, в том числе в Нидерландах и Калифорнии.

Однако есть проблески надежды, особенно на Британских островах, где изменение климата, как ожидается, создаст среду обитания для существующих и перемещаемых на север видов.

Бабочки хорошо обслуживаются в Кембридже, поскольку они находятся в центре внимания трех исследовательских групп на факультете зоологии университета: «Излучающие бабочки», «Экология насекомых» и «Генетика бабочек». Под руководством профессора Криса Джиггинса последний изучает тропических бабочек Нового Света как модель, позволяющую понять предсказуемость эволюции, а также генетические и экологические причины видообразования.

Хотя это исследование имеет широкое применение в изучении генетики, открывая информацию о том, как бабочки спариваются, общаются и адаптируются к изменяющейся окружающей среде, открытия группы, вероятно, будут полезны для работы по сохранению.

Кэти Дарра, аспирант группы, сосредотачивается на роли феромонов в выборе партнера и видообразовании. Дарра уже много лет работает в полевых условиях в Эквадоре, Колумбии и Панаме, но в настоящее время работает с лабораторными популяциями бабочек Heliconius в Кембридже.

Кэти Дарра (справа) с коллегами в Панаме. Фото любезно предоставлено Кэти Дарра

Кэти Дарра (справа) с коллегами в Панаме.Фото любезно предоставлено Кэти Дарра

«Вы можете выращивать их в различных температурных условиях и изучать, как это влияет на их развитие», - объясняет Дарра. «То, как следующие поколения реагируют на лечение, позволяет нам изучать эволюцию в действии. Затем мы сможем узнать больше о генетике адаптации к окружающей среде, и это может повлиять на решения по сохранению ».

Кэти Дарра осматривает бабочку Heliconius, выращенную группой Butterfly Genetics в Кембридже

Кэти Дарра осматривает бабочку Heliconius, выращенную группой Butterfly Genetics в Кембридже

Ученые-охранники бабочек доктор Эндрю Бладон и Мэтт Хейс соглашаются.«Если вы хотите понять, как и почему бабочки реагируют на температуру, вы должны знать, что происходит в генетике», - говорит Бладон. «Сотрудничество для ответа на такие вопросы обязательно будет расширяться».

Bladon находится в середине амбициозного проекта с высокими ставками, изучающего, как отдельные бабочки разных видов отреагировали на изменение температуры за последние десять лет. «Мне интересно, как это влияет на выбор ими среды обитания, - объясняет Бладон, - влияет ли это на их поведение; и что все это значит для их сохранения.”

Эндрю Бладон в Кембридже

Эндрю Бладон в Кембридже

«В глобальном масштабе изменение климата - плохая новость для бабочек, но похоже, что на Британских островах будет наоборот. В обозримом будущем мы собираемся получить больше видов бабочек, чем потеряем. Виды, которые мы получаем, вытесняются из Испании и Франции, поэтому нам нужно быть готовыми к оптимальному

.

Что такое эффект бабочки?

Хотя крылья бабочки можно использовать для некоторых удивительных вещей, действительно ли они способны изменять погоду? Ответ может вас удивить.

Хаос вот-вот начнется, так что держитесь крепче.

В чем простое объяснение эффекта бабочки?

Один из лучших способов понять сложную идею - использовать простую для понимания метафору. В случае теории Хаоса термин « Эффект бабочки » был создан для того, чтобы попытаться сделать именно такую ​​вещь.

СВЯЗАННЫЙ: ЧТО ПРОИСХОДИТ ВНУТРИ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ?

Метафора звучит так:

«Вызывает ли взмах крыльев бабочки в Бразилии торнадо в Техасе?»

Это не означает, что это могло произойти на самом деле, просто небольшое событие, подобное этому, в нужное время и в нужном месте может теоретически вызвать ряд событий, которые в конечном итоге приведут к образованию урагана. на другом конце света.

Это было придумано неким Эдвардом Лоренцем почти 45 лет назад во время 139-го собрания Ассоциации содействия развитию науки.Это оказалось бы очень популярным и с тех пор было принято популярной культурой.

Лоренц был профессором метеорологии в Массачусетском технологическом институте. Он разработал эту концепцию, но на самом деле никогда не предполагал, что она будет применяться так, как это обычно используется.

Хотя концепция это звучит немного нелепо, ее не следует понимать буквально. Метафора «Эффект бабочки» просто предназначена для демонстрации того, что небольшие незначительные события могут со временем привести к значительным результатам.

Другими словами, небольшие отклонения в начальных условиях могут иметь глубокие и сильно расходящиеся эффекты на систему. Такие хаотические системы непредсказуемы по самой своей природе.

Эта идея стала основой для раздела математики, известного как теория хаоса, которая с момента ее появления применялась в бесчисленных сценариях.

Этот раздел математики поставил под сомнение некоторые фундаментальные законы физики. В частности, предложения сэра Исаака Ньютона о механической и предсказуемой природе Вселенной.

Точно так же Лоренц бросил вызов Пьеру-Симону Лапласу, который утверждал, что непредсказуемости нет места во Вселенной, утверждая, что если бы мы знали все физические законы природы, то «ничто не было бы неопределенным, и будущее как прошлое, будет присутствовать в [наших] глазах ».

Лоренц сразу же указал на одну из основных проблем, с которыми мы сталкиваемся, - это неточный характер наших измерительных устройств для таких вещей, как физические явления. Поэтому все, на что мы можем надеяться, - это сделать обоснованное предположение или приблизительное представление о событиях.

Это особенно верно для очень сложных систем, таких как погодные условия. В то время как теории в других областях науки, например, в физике, пытаются моделировать природу, в реальной жизни они представляют собой сложные системы.

Большинство вещей в природе, как правило, является результатом множества взаимосвязанных и взаимозависимых причинно-следственных связей. Это означает, что они невероятно сложны и, вероятно, невозможно адекватно разрешить на практике.

Что такое эффект бабочки для чайников?

Первое, что нужно понять, это то, что « Эффект бабочки » - это просто метафора для области математики, называемой Теорией Хаоса.

Теория хаоса - это, по сути, наука о неожиданностях, нелинейном и непредсказуемом. Теория учит любого, кто ее узнает, что мы должны ожидать неожиданного.

Источник: Unsplash

В этом смысле он находится в прямом противоречии с большинством других областей науки, которые имеют тенденцию иметь дело с предсказуемыми моделями для обеспечения точных предсказаний вещей.

В конце концов, воспроизводимость и надежность научного принципа - одна из его основ.Фундаментальные вещи, такие как гравитация, электричество и химические реакции, являются яркими примерами.

СВЯЗАННЫЙ: 5 РАЗУМНЫХ ФАКТОВ О ТЯЖЕСТИ

Теория хаоса, в данном случае, просит нас выбросить идею о возможности предсказывать вещи с любой реальной уверенностью из окна - по крайней мере, для очень сложных систем. Он имеет дело с нелинейными явлениями, которые по самой своей природе невозможно предсказать или контролировать с какой-либо реальной достоверностью.

Просто непрактично знать каждую точку данных в системе с идеальной точностью.Кроме того, мы не можем вернуться в самое начало времени, чтобы записывать и отслеживать каждую точку данных.

Мы просто не можем знать всего или даже надеяться на это.

В сущности, мы можем только приблизительно предположить такие вещи. Мы никогда не сможем быть на 100% правильными, поскольку даже небольшие начальные различия могут сильно испортить результат, поскольку ошибки любой модели, уравнения или алгоритма со временем будут накапливаться.

Турбулентность, погода и даже фондовый рынок являются такими системами.

«Насколько законы математики относятся к реальности, они не точны, и насколько они достоверны, они не относятся к реальности». - Альберт Эйнштейн

Многие природные объекты также имеют тенденцию демонстрировать результаты сложных взаимодействий, которые привели к их созданию. Такие вещи, как пейзажи, облака, деревья и речные системы, обладают так называемыми фрактальными свойствами.

Фракталы - это бесконечные закономерности. которые имеют тенденцию быть бесконечно сложными, но также имеют тенденцию быть самоподобными в разных масштабах.Они создаются путем повторения простого процесса снова и снова в цикле обратной связи.

Управляемые рекурсией фракталы - это образы динамических систем - картины Хаоса. Если вы внимательно посмотрите на природу, вы быстро поймете, что это очень распространенное явление.

Понимая, что наши экосистемы, наши социальные системы и наши экономические системы взаимосвязаны, мы можем надеяться избежать действий, которые могут в конечном итоге нанести ущерб нашему долгосрочному благополучию.

Откуда взялся «Эффект бабочки»?

" Эффект бабочки" не вещь сама по себе. Это просто метафора принципа теории хаоса.

С технической точки зрения, это «чувствительная зависимость от начальных условий».

Этот термин часто приписывают Эдварду Лоренцу , который писал о нем в статье 1963 года в Нью-Йоркской академии наук. Но с небольшой разницей:

"Один метеоролог заметил, что, если теория верна, одного взмаха крыльев чайки было бы достаточно, чтобы навсегда изменить ход погоды.

К моменту его печально известного выступления в Американской ассоциации содействия развитию науки в 1972 году в Вашингтоне, округ Колумбия. К этому времени чайка была заменена теперь уже культовой бабочкой.

Был рожден весь принцип из шока, который испытал Лоренц при попытке запустить некоторые погодные модели с использованием детерминированных уравнений на суперкомпьютере.

Теоретически, должно быть довольно просто ввести измеримые факторы, такие как температура, давление и скорость ветра, а также заставить суперкомпьютер вычислить некоторые числа предсказывать погоду в будущем.

Он ввел начальный набор данных, включил компьютер и стал ждать распечатки. Поместив вывод рядом с машиной, он решил повторно ввести некоторые данные и запустить программу дольше.

Но результаты у обоих сильно различались. Вскоре он понял, что допустил очень незначительную ошибку во время ввода во втором прогоне, что привело к совершенно иному результату.

Он ввел исходное состояние 0,506 из распечатки вместо ввода полной точности 0.506127 значение.

Источник: The Weather Channel

Лоренц получил прозрение, и родилась совершенно новая область математики - Теория Хаоса.

Лоренц умер в 2008 году, и ясно, что его неизменный вклад в наше понимание сложных систем был важным.

.

Смотрите также