Anar al contingut

Efecte palometa

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Efecte palometa
Per a atres usos d'este terme vore Efecte palometa (desambiguación).
Diagrama del atractor estrany que posseïx el model de Lorenz per al temps atmosfèric, per als valores r = 28, σ = 10, b = 8/3. Si ben este «atractor» del model té forma de palometa, el nom del concepte no té en sí mateixa res a vore en la forma del atractor.

Archiu:Double pendulum simultaneous realisations.ogv

El efecte palometa és un fenomen descrit en sistemes caòtics en dependència sensitiva a les condicions inicials pel qual, qualsevol chicoteta variació en les condicions inicials en un sistema determinista no llineal, acabarà donant lloc a una diferència major en estats posteriors. Això implica que si en un sistema es produïx una chicoteta destorbament inicial, per mig d'un procés d'amplificament, podrà generar un efecte considerablement gran a curt o mig determini. És un concepte de la teoria del caos.

En l'eixemple particular propost per Edward N. Lorenz, per l'efecte palometa, si es partix de dos móns o situacions globals casi idèntics, pero en un d'ells hi ha una palometa aleteando i en l'atre no, a llarc determini, el món en la palometa i el món sense la palometa acabaran sent molt diferents. En un d'ells pot produir-se a gran distancia un tornado i en l'atre no succeir res en absolut.

Orige i evolució del concepte

[editar | editar còdic]

Leonard Smith en la seua obra Caos: una breu introducció indica que en 1952 el noveliste Ray Bradbury va publicar en una revista el relat "El soroll d'un tro" a on, en un viage al passat, la mort d'una palometa provocava un desequilibri major en el pas del temps.[1]

En temps moderns l'específica formulació del concepte està íntimament lligada al sorgiment de la teoria del caos, que ya sí efectivament sugerix la possibilitat de que un ínfim acontenyiment com el aleteo d'una palometa, ocorregut en un moment donat, puga alterar a llarc determini una seqüència d'acontenyiments d'immensa magnitut, (a lo manco per a variar el lloc i moment de la seua aparició, no tant per a aportar l'energia per a causar-los, que òbviament no posseïx).

La seua formulació li la devem al matemàtic i meteoròlec nortamericà Edward Norton Lorenz (1917-2008) per a explicar el comportament caòtic de sistemes inestables, tals com el temps meteorològic, expost en el seu artícul de 1963: Fluix determinista no periòdic.[2] Lorenz va comunicar este concepte a una audiència general, «en forma de pregunta, no d'afirmació», durant una conferència[3] en la reunió anual de 1972 de la American Association for the Advancement of Science (AAAS), en el MIT, en el títul: Predictability; Does the Flap of a Butterfly's wings in Brazil Set Off a Tornado in Texas?, (Predictibilidad, ¿El aleteo d'una palometa en Brasil fa aparéixer un tornado en Texas?). Per falta de models meteorològics que pogueren recolzar eixa possibilitat, Lorenz va anar en conte en advertir que no estava sugerint que la resposta a la seua pregunta fora necessàriament positiva, «Lest I appear frivolous in even posing the title question, let alone suggesting that it might have an affirmative answer ...» (Per a que no semble frívol ni tan sols en plantejar la pregunta del títul, i molt manco sugerir que podria tindre una resposta afirmativa ...)

Anteriorment, Lorenz havia usat l'eixemple d'una gavina provocant una tormenta pero finalment ho va fer més poètic en la palometa, seguint les recomanacions d'uns colegues.

Lorenz treballava en 1960 en la predicció del temps meteorològic en l'ajuda d'ordenadors i, en repetir uns càlculs introduint valors anteriorment obtinguts, va observar canvis dràstics en els resultats del temps meteorològic previst a llarc determini despuix d'efectuar un llevíssim grosseig, (l'impressora, per a aforrar espai arreplegava solament tres sifres decimals del valor d'una determinada magnitut, [0,506], que ell va introduir com a valor inicial per a continuar els càlculs, [considerant que l'error era insignificant], en lloc d'introduir el valor més precís almagasenat en la memòria de l'ordenador, [0,506127]). Esta és la seua pròpia descripció:

En un moment donat, vaig decidir repetir alguns dels càlculs en la finalitat d'examinar en major detall lo que estava ocorrent. Vaig detindre l'ordenador, vaig teclejar una llínea de números que havia eixit per l'impressora un temps abans i ho vaig posar en marcha una atra volta. Em vaig anar al vestíbul a prendre'm una tassa de café i vaig retornar a la veta d'una hora, temps durant el qual l'ordenador havia simulat uns dos mesos de temps meteorològic. Els números que eixien per l'impressora no tenien res a vore en els anteriors. Immediatament vaig pensar que s'havia estropejat alguna vàlvula o que l'ordenador tenia alguna atra averia, cosa res infreqüent, pero abans de cridar als tècnics vaig decidir comprovar on es trobava la dificultat, sabent que d'eixa forma podria accelerar la reparació. En lloc d'una interrupció brusca, em vaig trobar en que els nous valors repetien els anteriors en un principi, pero que en seguida escomençaven a diferir, en una, en vàries unitats, en l'última sifra decimal, després en l'anterior i després en l'anterior. La veritat és que les diferències es duplicaven en tamany més o menys constantment cada quatre dies, fins que qualsevol semblança en les sifres originals desapareixia en algun moment del segon més. En això em va bastar per a comprendre lo que ocorria: els números que yo havia teclejat no eren els números originals exactes sino els valors redonejats que havia donat a l'impressora en un principi. Els errors redonejats inicials eren els culpables: s'anaven amplificant constantment fins a dominar la solució. Dit en terminologia de hui: es tractava del caos.
Edward Lorenz en L'essència del Caos[4]


En 1987 el terme «efecte palometa» va desapegar gràcies a l'superventas Caos: la creació d'una ciència, de James Gleick.[5] Llavors va ser quan el descobriment de Lorenz va aplegar al públic general, en una gran repercussió i popularitat.

James Gleick va resumir lo succeït d'esta manera:

En una determinada ocasió va voler tornar a tirar una ullada a una simulació que ya havia fet, duent-la més llunt en el temps. En lloc de començar des del principi i esperar a que l'ordenador aplegara a l'interval que li interessava, va introduir en el teclat els valors que ya tenia apuntats en el paper. Va deixar la màquina treballant i es va anar a prendre un café. Despuix d'una hora, la màquina havia simulat dos mesos de predicció atmosfèrica, i va succeir lo inesperat: Existien valors dels dies que havia simulat anteriorment que no coincidien en els que havia calculat esta volta... De sobte va comprendre la veritat... L'ordenador almagasenava sis decimals: 0,506127. En l'impressió, per a aforrar espai, apareixien únicament tres: 0,506... Lorenz havia introduït l'expressió més curta, redonejada, convençut de que la diferència - una milèsima part - era de poca importància. En el sistema d'equacions de Lorenz, els errors ínfims tenien efectes catastròfics

En 1963, Lorenz va publicar un estudi teòric d'este efecte en un artícul seminal molt citat titulat Fluix determinista no periòdic [6][7] (els càlculs es varen realisar en un ordenador Royal McBee LGP-30).[8][9] En un atre lloc va afirmar:

Un meteoròlec va comentar que si la teoria fòra correcta, bastaria en un aleteo de les ales d'una gavina marina per a alterar el curs del temps per a sempre. La controvèrsia encara no s'ha resolt, pero les proves més recents semblen favorir a les gavines.[9]


Seguint propostes de colegues, en discursos i ponències posteriors, Lorenz va utilisar el més poètic palometa. Segons Lorenz, quan no va saber donar títul a una charrada que anava a presentar en la 139 reunió de l'American Association for the Advancement of Science en 1972, Philip Merilees va idear com a títul ¿El aleteo de les ales d'una palometa en Brasil desencadena un tornado en Texas? com a títul.[10] Encara que el aleteo d'una palometa ha permaneixcut constant en l'expressió d'este concepte, l'ubicació de la palometa, les conseqüències i la localisació de les conseqüències han variat àmpliament.[11]

La frase es referix a l'idea de que les ales d'una palometa podrien crear menuts canvis en l'atmòsfera que, en última instància, podrien alterar la trayectòria d'un tornado o retardar, accelerar o inclús impedir l'aparició d'un tornado en un atre lloc. La palometa no impulsa ni crea directament el tornado, pero el terme pretén donar a entendre que el batre de les ales de la palometa pot causar el tornado: en el sentit de que el batre de les ales forma part de les condicions inicials d'una complexa ret interconectada; un conjunt de condicions dona lloc a un tornado, mentres que l'atre conjunt de condicions no. El batre d'ales representa un chicotet canvi en les condicions inicials del sistema, que en cascada provoca alteracions a gran escala dels acontenyiments (compare's: efecte va dominar). Si la palometa no hi haguera aleteado, la trayectòria del sistema podria haver segut molt diferent, pero també és possible que el conjunt de condicions sense el aleteo de la palometa siga el que conduïxca al tornado.

L'efecte palometa planteja un desafiu evident a la predicció, ya que les condicions inicials d'un sistema com el meteorològic mai poden conéixer-se en total exactitut. Este problema va motivar el desenroll de la predicció per conjunts, en la que es realisen vàries prediccions a partir de condicions inicials pertorbades.[12]


Des de llavors, alguns científics han argumentat que el sistema meteorològic no és tan sensible a les condicions inicials com es creïa.[13] David Orrell sosté que el principal factor que contribuïx a l'error en la previsió meteorològica és l'error del model, i que la sensibilitat a les condicions inicials eixercita un paper relativament menut.[14][15] Stephen Wolfram també senyala que l'equacions de Lorenz està molt simplificat i no conté térmens que representen efectes viscosos; creu que estos térmens tendirien a amortiguar menuts destorbament.[16] Estudis recents utilisant models de Lorenz generalisats que incloïen térmens disipativos adicionals i no linealidad varen sugerir que es requerix un paràmetro de calfament major per a l'inici del caos.[17]


Encara que el "efecte palometa" s'explica a sovint com a sinònim de dependència sensible de les condicions inicials del tipo descrit per Lorenz en el seu treball de 1963 (i observat prèviament per Poincaré), la metàfora de la palometa es va aplicar originalment[10] al treball que va publicar en 1969[18] que va dur l'idea un pas més allà. Lorenz va propondre un model matemàtic de cóm els menuts moviments de l'atmòsfera afecten a sistemes majors. Va descobrir que els sistemes d'eixe model només podien predir-se fins a un punt específic en el futur i que, més allà d'eixe punt, la reducció de l'error en les condicions inicials no aumentava la predictibilidad (sempre que l'error no fora zero). Açò demostrava que un sistema determinista podia ser "indistinguible des del punt de vista observacional" d'un no determinista en térmens de predictibilidad. Recents reexaminaciones d'este artícul sugerixen que oferia un desafiu significatiu a l'idea de que el nostre univers és determinista, comparable als desafius oferits per la física quàntica.[19][20]

En el llibre titulat L'essència del caos publicat en 1993,[21] Lorenz va definir l'efecte palometa com: "El fenomen de que una chicoteta alteració en l'estat d'un sistema dinàmic farà que els estats subsegüents diferixquen molt dels estats que haurien seguit sense l'alteració". Esta característica és la mateixa que la dependència sensible de les solucions a les condicions inicials (SDIC) en .[6] En el mateix llibre, Lorenz va aplicar l'activitat de l'esquí i va desenrollar un model d'esquí idealizado per a revelar la sensibilitat de les trayectòries variables en el temps a les posicions inicials. Es determina un horisó de predictibilidad abans de l'aparició de el SDIC.[22]

Conseqüències generals

[editar | editar còdic]

Esta interrelació de causa-efecte es dona en tots els events de la vida. Un chicotet canvi pot generar grans resultats o, hipotèticament, «el aleteo d'una palometa en Hong Kong pot desnugar una tempestat en Nova York».

La conseqüència pràctica de l'efecte palometa és que en sistemes complexos tals com l'estat del temps o la bossa de valors és molt difícil predir en seguritat en un mijà ranc de temps. Els models finitos que tracten de simular estos sistemes necessàriament descarten informació sobre el sistema i els events associats a ell. Estos errors són magnificats en cada unitat de temps simulada fins que l'error resultant aplega a excedir el cent per cent.

Vore també

[editar | editar còdic]

Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ «8». 8. Consultat el 5 de juny de 2020.
  2. ↑ Deterministic Nonperiodic Flow. Journal of Atmospheric Sciences. Vol.20 : 130-141, 1963 link
  3. ↑ Conferència d'Edward Lorenz del 29 de decembre de 1972 en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), de Cambridge, (EE. UU.) link [1] archivat en Wayback Machine.
  4. ↑ Edward Lorenz, The Essence of Chaos, University of Washington Press, 1996.
  5. ↑ James Gleick, Chaos: Making a New Science, Viking Books, 1987.
  6. ↑ 6,0 6,1 Lorenz, Edward N.. “Deterministic Nonperiodic Flow”. Journal of the Atmospheric Sciences 20 (2): 130–141. doi:10.1175/1520-0469(1963)020<0130:dnf>2.0.co;2. Bibcode: 1963JAtS...20..130L.
  7. ↑ Google Scholar citation record
  8. ↑ «Part19». Cs.ualberta.ca.
  9. ↑ 9,0 9,1 Lorenz, Edward N.. “mit.edu/sites/default/files/Predictability_hydrodynamic_flow_1963.pdf La predictibilidad del fluix hidrodinàmic”. Transactions of the New York Academy of Sciences 25 (4): 409-432.
  10. ↑ 10,0 10,1 «Predictability: Does the Flap of a Butterfly's Wings in Brazil Set Off a Tornado in Texas?».
  11. ↑ «L'efecte palometa: Variacions sobre un meme». AP42 ...i tot.
  12. ↑ Woods, Austin (2005). Predicció meteorològica a mig determini: The European approach; The story of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, Nova York: Springer, p. 118. ISBN 978-0387269283.
  13. ↑ “Error de model en la predicció meteorològica” (2001). Nonlinear Processes in Geophysics 9 (6): 357-371. Bibcode: ..8..357O 2001NPGeo. ..8..357O.
  14. ↑ Orrell, David (2002). “Rol de la mètrica en el creiximent de l'error de previsió: ¿Fins a quin punt és caòtic el temps?”. Tellus 54A (4): 350-362. Bibcode: 2002TellA..54..350O.
  15. ↑ Orrell, David (2012). Veritat o bellea: Science and the Quest for Order, New Haven: Yale University Press, p. 208. ISBN 978-0300186611.
  16. ↑ Wolfram, Stephen (2002). org/details/newkindofscience00wolf Un nou tipo de ciència, Wolfram Mija, p. 998. ISBN 978-1579550080.
  17. ↑ Shen, Bo-Wen. “Realimentación negativa agregada en un model de Lorenz generalisat”. International Journal of Bifurcation and Chaos 29 (3): 1950037-1950091. Bibcode: ..2950037S 2019IJBC. ..2950037S.
  18. ↑ Lorenz, Edward N.. “La predictibilidad d'un fluix que posseïx moltes escales de moviment”. Tellus XXI (3): 289-297. Bibcode: 1969Tell...21..289L.
  19. ↑ Tim, Palmer. «L'efecte palometa - ¿Qué significa realment?».
  20. ↑ Emanuel, Kerry. «Edward N. Lorenz i el fi de l'univers cartesiano».
  21. ↑ Lorenz, Edward N.. The essence of chaos, London: UCL Press. OCLC 56620850. ISBN 0-203-21458-7.
  22. ↑ “Un punt d'inflexió i dos tipos de sensibilitats en els models de Lorenz de 1963 i 1969” . Atmosphere 13 (5): 753. ISSN 2073-4433. Bibcode: 2022Atmos..13..753S.

Bibliografia

[editar | editar còdic]


Referències

[editar | editar còdic]


Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Efecte_palometa&oldid=829477»