«نظریه آشوب در فیزیک»
پدیده های فیزیکی دارای خصوصیات زیادی میباشند که یکی از آنها پیش بینی پذیر بودن آنهاست . گاهی این خصوصیت به دلیل خطی نبودن پارامتر های دخیل در پدیده دچار مشکل میشود که این فکر بر انسان وارد میشود که نکند این پدیده ها نظم ندارند . اما جدیدا متوجه شده اند که این پدیده ها در ابعاد بزرگتر و با در نظر گرفتن موارد خاص قابل پیش بینی میباشند .
روز شنبه یازدهم آبان ماه،ساعت 11:30 تا 12:30 خانم سعیده محمدی میخوان راجع به نظریه ی آشوب صحبت کنند.توی ادامه ی مطلب بیشتر راجع به سمینار این هفته بدخونید . . .
خی آشوب یا Chaos ، را پس از نسبیت و فیزیک کوانتومی سومین انقلاب فیزیک در قرن بیستم نامیده اند، نمونه هایی از پدیده آشوب را می توان در سیستم ها و موقعیت ها فراوانی دید. حال این سؤال مطرح می شود که آشوب چیست و چه پیامدهایی دارد؟ Chaos در لغت به معنای در هم ریختگی و آشوب است و در مکالمات روزمره نشانه و دلیلی بر بی نظمی و سازمان نیافتگی است و این کلمه در فرهنگ عام جنبه منفی دارد اما با پیدایش نگرش علمی امروزه دیگر بی نظمی و آشوب به مفهوم سازمان نیافتگی، ناکارآیی و در هم ریختگی تلقی نمی شود بلکه نوعی نظم در بی نظمی عنوان می شود، کلید اصلی تئوری آشوب فهم این نکته است که نباید نظم را تنها در یک مقیاس جست وجو کرد زیرا پدیده ای که در مقیاس محلی کاملاً تصادفی و غیرقابل پیش بینی است در مقیاس بزرگتر، کاملاً قابل پیش بینی خواهد بود. آشوب را می توان فرآیندی غیرخطی معین دانست که به هیچ وجه تصادفی نیست اما تصادفی به نظر می رسد. دلیل اصلی نوسانات خروجی به مکانیزم های درونی متعلق به سیستم غیرخطی مولد داده هاست و نه وقوع شوک های خارجی وارده به سیستم، لذا باید ابتدا غیرخطی بودن سیستم به کمک آزمون های موجود کشف شده تا مشخص شود که فرآیند مولد داده ها یک فرآیند غیرخطی و معین است یا خیر.
● شاخه ای از ریاضیات
نظریه آشوب به شاخه ای از ریاضیات و فیزیک گفته می شود که مرتبط با سیستم هایی است که دینامیک آنها در برابر تغییر مقادیر اولیه رفتار بسیار حساسی نشان می دهد به گونه ای که رفتارهای آینده آن قابل پیش بینی نیست. این قبیل از سیستم ها را سیستم های آشوب از نوع سیستم های غیرخطی دینامیک می نامند. نقاط تشابه فراوانی بین تئوری آشوب و علم آمار و احتمالات وجود دارد. آمار نیز به دنبال کشف نظم در بی نظمی است. نتیجه پرتاب یک سکه در هر بار، تصادفی و نامعلوم است، اما پیامدهای مورد انتظار این پدیده، هنگامی که به تعداد زیادی تکرار می شود، پایا و قابل پیش بینی است.
● تاریخچه
اولین شخصی که با خاصیت آشوب برخورد کرد Hadamard بود، وی در سال ۱۸۹۸ هنگامی که مشغول کار روی سیستمی مبتنی بر سر خوردن ذرات روی سطح بدون اصطکاک و با خم ثابت بود، پی برد که این سیستم نسبت به شرط اولیه بسیار حساس است، پس از Hadamard، پوانکاره در سال ۱۹۰۰ هنگامی که مشغول مطالعه روی مسئله جرم ماه، زمین و خورشید بود پی برد که این قبیل از مسائل توسط قوانین نیرو و حرکت نیوتن و قوانین کپلر قابل حل نیست و نوعی مسئله آشوب به نظر می رسد. این مسئله به بررسی چگونگی رفتار، مسیرهای حرکت و سرعت حرکت اجرا می پردازد که به طور متقابل بر همدیگر اثر می گذارند. پس از پوانکاره دانشمندانی مانند Birkhoff، Little wood و Cartwright نیز در مورد مسائل سیستم های دینامیکی غیرخطی به مطالعه پرداختند. پس از سال ۱۹۵۰ نظریه آشوب با سرعت بیشتری به حرکت خود ادامه داد زیرا رفتارهایی که تئوری خطی امکان پاسخگویی به آنها را نداشت، روز به روز بیشتر می شد به علاوه با ظهور رایانه ها در دفاتر کار و ادارات و توانایی این دستگاه ها برای محاسبه اعمال تکراری، بسیاری از مسائل آشوب که درگیر تکرارهای بسیار زیاد و فرمول های ساده ریاضی بودند قابل حل به نظر رسید. در سال ۱۹۷۷ برای نخستین بار یکصد نفر از دانشمندان علوم مختلف در کشور ایتالیا گردهم آمدند تا اطلاعات خود را در مورد تئوری آشوب با هم مبادله کنند و این نخستین گردهمایی جهانی در مورد تئوری آشوب بود که برگزار می شد.
● ویژگی های تئوری آشوب
۱) اثر پروانه ای (Butterfly Effect):دکتر لورنز در سال ۱۹۷۳ نتایج محاسبات دستگاه معادلات دیفرانسیل متشکل از سه معادله دیفرانسیل غیرخطی و معین مربوط به جابه جایی حرارتی جو را منتشر کرد. براساس مطالعات لورنز در محدوده معینی از عوامل معادلات، بدون دخالت عناصر تصادفی یا ورود اغتشاش خارجی نوع نوسانات نامنظم در پاسخ به سیستم بروز داده می شود. وی به این نتیجه شگرف رسید که یک تغییر جزیی در شرایط اولیه معادلات پیش بینی کننده وضع جوی منجر به نوسانات عظیمی در پاسخ سیستم و تغییرات شدید در نتایج حاصل از آن می شود. لورنز این خاصیت را اثر پروانه ای نامگذاری کرد. این مسئله، سنگ بنای تئوری آشوب است زیرا براساس نظریه آشوب اعتقاد بر آن است که در تمامی پدیده ها، نقاطی وجود دارد که تغییر اندک در آنها باعث تغییرات عظیم خواهد شد، در این رابطه سیستم های اقتصادی، سیاسی، اجتماعی و سازمانی همچون سیستم های جوی از اثر پروانه ای برخوردارند. تحلیلگران باید با آگاهی از این نکته مهم به تحلیل و تنظیم مسائل مربوط بپردازند. اثر پروانه ای توجیهی عقلایی و کامل از رفتارها و تصمیم های مدیران خلاق و کارآفرین و موفق به دست می دهد که با یک حرکت مناسب و کم انرژی توانسته اند موجب تحول و دگرگونی های بزرگ و شگرفی در سازمان خود شوند.
۲) خودسازماندهی (Dyhamic Adaptation):در محیط در حال تغییر امروزی سازمان سیستم های بی نظم در ارتباط با محیط اطرافشان مانند موجودات زنده عمل می کنند که برای رسیدن به موفقیت همواره باید خلاق و نوآور و در جست وجوی راه های جدیدی برای پیروزی و پیشرفت باشند. اما زمانی که سیستم به تعادل سازگار نزدیک می شود برای حفظ پویایی نیاز به تغییرات اساسی درونی دارد که این تغییرات به جای سازگاری و تطبیق با محیط، موجب سازگاری پویا می شود که نتیجه آن دگرگونی روابط پایدار بین افراد، الگوهای رفتاری، الگوهای کار، نگرش ها و طرز تلقی و فرهنگ هاست. برخی از دانشمندان معتقدند که آشفتگی، سازگاری و انطباق ها را در هم شکسته. براساس نظر مورگان، سیستم باید توان احساس و درک محیط و جذب اطلاعات از محیط را داشته باشد. دوم این که سیستم باید قادر به برقراری ارتباط بین این اطلاعات و عملیات باشد و سوم اینکه آگاهی از انحرافات و چهارم توانایی اجرای عملیات اصلاحی از خصوصیات اصلی این سیستم هاست.
۳) خودمانایی (self Similarity):در تئوری آشوب و معادلات عملیات آن نوعی شباهت بین اجزا و کل قابل تشخیص است. بدین گونه که هر جزیی از سیستم دارای ویژگی کل بوده و مشابه آن است. دنیس گابور در سال ۱۹۴۸ برای اولین بار هولوگرافی را بدین گونه بیان کرد: جزء خاصیت کل را دارد و مانند آن عمل می کند. سیستم توانایی یادگیری را دارد، سیستم دارای توانایی خود سازماندهی است، حتی اگر قسمت هایی از سیستم برداشته نشود سیستم به راحتی می تواند به فعالیت خود ادامه دهد.
از خاصیت خودمانایی می توان در سازماندهی سازمان های جدید بهره گرفت و سازمان هایی طراحی کرد که هر واحد آن به صورت خودکفا قادر به انجام وظایف سازمانی باشد.
۴) جاذبه های عجیب:جاذبه های نقطه ای و دوره ای پایه های فیزیک نیوتنی کلاسیک است که بیانگر الگوی نظم و با ثبات در حرکت پدیده ها و روابط آنهاست مانند حرکت دادن یک مداد روی کاغذ حول محور خودش به شعاع یکسان که منجر به رسم دایره ای با شعاع مشخص خواهد شد.
غیرقابل پیش بینی بودن رفتار در جاذبه های عجیب تابع دو پدیده است: اولی مربوط به حساسیت نسبت به شرایط اولیه است که لورنز آن را اثر پروانه ای نامید دوم اینکه تغییرات شدید رفتارهای نامنظم و دگرگونی های غیرقابل پیش بینی حرکات، همه در درون خود نظمی نهفته دارند
مطالب مفید در مورد نظریه آشوب .
