Този сайт използва добре известните бисквитки.

Динамични системи

29 Юли 2010 / 22:51 | Автор: dkolov | Категория: Глобално затопляне

Ефекта на пеперудата е един ефект станал малко популярен след научния труд на Едуарт Лоренц - така наречената "Теория на хаоса". Теорията на хаоса е една фундаментална теория и описва най-различни динамични системи, но парадоксално или не Лоренц е работил върху климатичен модел и е разработил теорията първоначално в този частен случай.

Теорията на хаоса обаче е валидна за най-различни динамични системи и освен в климатични системи може да се прилага за описване на екосистеми, икономика, политика и други. Ефекта на пеперудата и по-специално теорията на хаоса описва системи при които малки изменения в началните условия, водят до драматични промени в крайния резултат (ако изобщо съществува краен резултат) или в начина по-който търпи промени дадената система.

Често ефекта на пеперудата е илюстриран (откъдето носи и своето име), с размахването на крилата на една пеперуда в Китай, което може да доведе до урагани в Америка. Лоренц не е бил първия, който е имал идея за ефекта на пеперудата, но е бил първия, който е облякъл теорията в математика.

Първият човек който говори за непредвидими последствия при изменението на първоначалните условия в динамична система е Американския писател на научна фантастика Рей Бредбъри в разказа си "Гръмна гръм" (A sound of thunder) излязъл през 1952 година. Този разказ е екранизиран много пъти и дори имаше и филм, който носи името "Ефекта на пеперудата"

Ефекта на пеперудата описва сложни динамични системи и процесите, които биха могли да протекат в тях при различни първоначални условия, но и самите динамични системи си влияят по един или друг начин и състоянието на едната система, може да се яви първоначално условие в даден момент на друга система.

Световната политика напълно се подчинява на теорията на хаоса, но от своя страна нейното моментно състояние има отражение върху друга динамична система, каквото е световната икономика. Двете системи въпреки че хаотични в математически смисъл на думата си влияят една на друга и дори икономиката е първоначално условия на политиката.

В същото време световната икономика е едно първоначално условие за климатичната система на земята, като климатичната система може да влияе върху икономиката. Много сложно нали и именно това имам предвид, че е невъзможно да се правят прогнози за бъдещо развитие на климатичните изменения единствено от специалисти в една единствена област.

Тези специалисти, колкото и да са добри в своята област не могат да кажат по какъв начин моментното състояние на системата ще повлия на останалите динамични системи, т.е. какъв ще е реалния ефект на пеперудата и дори след колко време ще се появи този ефект.

Това което имам предвид е че днес се мярна някаква новина, че 2070 година сегашните температурни аномалии биха могли да станат стандартни, ако хората не си променят поведението. (Преглеждайки статията на следващата сутрин видях, че всъщност самата новина е в сайта за времето).

Обикновено такива изказвания би трябвало да се приемат скептично, защото всичко е толкова сложно и реални прогнози не могат да се направят единствено и само на база парникови газове и климатични модели. Глобалното затопляне е един много сложен процес и той изобщо не може да се сведе или апроксимира само до пушещи комини и прояви на климатични аномалии от сорта на урагани, бури, наводнения и суша.

Климата на земята е динамична и хаотична система, но както всяка друга динамична система има множество условия, които могат да се смятат като първоначални и едно от тези условия е икономиката. Един малък пример! Тази година Русия изпита много сериозна суша, което постави под съмнение добивите на пшеница (миналата година Русия е произвела 20% от световната пшеница), тези съмнения автоматично повишиха всички цени на пшеницата по-всички световни борси.

Това от своя страна има задържащ ефект върху световната икономика защото от една страна има опасност да се използва по-голям финансов ресурс за покупка на пшеница отколкото е предвидено в държавите, които внасят пшеница. Като приемем, че световните пари са краен брой то това означава, че допълнителната сума няма да може да се използва за икономически растеж в съответната държава и вместо да се построи един завод, който да създава парникови газове ще се плати по-скъпа пшеница.

Същото се отнася и до личните бюджети на домакинствата, който вместо да използват пари за покупка на бензин, ще трябва да купуват хляб на по-високи цени. Разбира се част от домакинствата могат да решат да не спестят от бензин за да си вържат бюджета, а да спестят от нещо друго. Точно това описва теорията на хаоса и климатичните промени в Русия това лято могат да доведат до някакви други промени, които не са били предвиждани досега.

Допълнително благодарение на климатичните аномалии, на България ще и се наложи да създаде допълнително количество парникови газове, за да извърши ремонт на пътища и улици, който са засегнати от последните проливни дъждове. Това са два много елементарни и прости примери, които ми седят пред очите за това, което представлява ефекта на пеперудата, защото допреди два месеца някой някъде по света е смятал, че пшеницата тази година ще е на едни цени.

Оказва се обаче, че тя ще е на съвсем различни цени, което може да се разгледа като първоначално условие за друга динамична система, което от своя страна може да повлияе дори и върху бъдещите количества парникови газове. Сложно си е, кой каквото да говори и е много трудно да се оцени ефекта на пеперудата, да не говорим че обикновен човек не може да събере и обработи такова голямо количество информация.

Колкото и да са елементарни тези примери, те показват, колко е трудно да се правят дългосрочни прогнози за бъдещи изменения от страна на специалисти от една единствена област, колкото и тези специалисти да са добри в тази своя област. Както казах проблема глобално затопляне е доста сложен и изисква екипна работа на различни специалисти от най-различни области и факта, че някой е много добър специалист в краткосрочните прогнози за времето изобщо не означава, че той би могъл да изготви меродавна прогноза за по-дълъг период от време без помощта на други специалисти от други области.

Тези специалисти би трябвало да се занимават с други динамични системи, които от своя страна се явяват първоначално условие за климатичната динамична система. Дори и да има помощта на екипа си, този специалист едва ли могъл на направи достатъчно добри изводи за развитието на нещата, тъй-като винаги има хора, които могат да оценят нещата в своята област и има други хора, които могат да съберат цялата информация подадена от различни надеждни източници, да я анализират и след това да направят някакъв извод.

Климата на земята е една много динамична система, но освен от местни фактори има и други първоначални условия, космически, геологични, социални. Например аз за една година съм спестил един тон бензин, защото се опасявам че избора на кола за предвижване пред избора на метро може да е причина за нещастие на други хора.

Вероятно има и много други, което не позволява да се правят много дългосрочни прогнози за това което ще се случи, най-малкото не се знае колко хора биха приели глобалното затопляне като проблем и не биха започнали да използват своите коли само в краен случай или не биха предприели други действия.

Освен всичко това много сериозно участие в цялата динамична система и реалния ефект на пеперудата има развитието на световната икономика, която едва ли ще се намери човек на тази земя, който да каже с голяма точност какво ще се случи дори и след 5 години, но точно това прави живота интересен нали така. Ако знаехме всичко, което ще се случи и какъв ще е ефекта на пеперудата, едва ли бихме живели много интересно, но по-важното е че всякакви изказвания за дългосрочни прогнози са или спекулативни или човека, който ги прави е силно неподготвен по темата.

Има хора като мен, който следят тенденцията на база минали периоди, но реалистични изводи за развоя на събитията не могат да се правят на база историческа справка, въпреки че стремя да търся първоначалните условия в тази динамична система и следя тяхното развитие. Само с историческа справка не може да се направи надежден извод и да се предвиди, какво ще е бъдещето, както не може човек да спечели от тотото само защото миналата година по това време са се паднали определени числа.

Всъщност тотото също е един нагледен пример за динамична система подчиняваща се на теорията на хаоса, а ефекта на пеперудата е крайният резултат, който далеч не се заключава върху изтеглените числа, защото след като се изтеглят тези числа те променят живота на някой, което отново е друга динамична система и това е един пример как различните динамични системи си влияят помежду си.

Едно от първоначалните условия в играта на тото са ъглите, които образуват правите свързващи всички центрове на топките, но малки вариации в тези ъгли водят до милиони комбинации, като някой вариации от ъгли водят до едни и същи комбинации. Човек ако знае тези ъгли и всички останали условия би могъл да изчисли, каква комбинация ще се спечели, но за съжаление това е невъзможно, защото всички топки се изсипват и те заемат някакво разположение по твърде случаен начин защото никой не ги подрежда.

След това няма време за да се проследят всички комбинация от ъгли, да не говорим че всички фишове вече са пуснати. Не се опитвайте да изчислявате какви ще са числата в тотото с помощта на теорията на хаоса, защото има и други фактори, който по един или друг начин влияят върху крайния резултат. Например скоростта на вентилатора или нейната вариация, която пък зависи от електрическото напрежение, което пък зависи дали баба Пена си е включила своята печка да пече баница точно в този момент.

Все пак играта на тото е една динамична система, чийто краен резултат би могъл да се определи с помощта на ред специалисти, които знаят кога баба Пена пече баница например и други такива, но инвестицията в такива проучвания не оправдава вложенията. От друга страна инвестицията в надеждни специалисти в първоначалните условия на глобалното затопляне е важно нещо, защото както човек може да си направи извода от всичките тези писания, самото глобално затопляне влияе върху икономиката, политиката, социалния живот и още ред други динамични системи в които се проявява ефекта на пеперудата.

Пишейки това се сещам, че май вчера в България дойдоха на крака почти всички министри на Гърция и това което ми направи силно впечатление е, че министъра на околната среда на Гърция носеше и нещо като титла министър на климатичните промени. Не че са прокопсали много, но по-важното е че екипа от специалисти в различни области, който работи около глобалното затопляне явно съществува в Гърция, по начина по който съществуват такива екипи в целият свят.

Ние като че ли сме малко изостанали, защото се появяват разни климатични специалисти, които се изказват меродавно при положение, че трябва министъра да се изказва след като този проблем или ако искате го наречете динамична система има отражение върху цялото общество в най-различни области като икономика, политика, социално поведение и т.н.

Самия ефект на пеперудата е много важен и човек трябва да полага усилия и да мисли всяко едно нещо до какво би могло да доведе, освен цялото глобално затопляне, в противен случай може да се окаже изненадан и неподготвен в определени моменти от живота.