Pirms 65 gadiem tika izlaists stāsts par amerikāņu fantastikas klasikas Paradīzes Bredberijas dziesmu “And Thunder Rocked”. Tas aprakstīja ceļojumu tālā pagātnē, kur viens no varoņiem nejauši saspieda tauriņu. Tas noveda pie neparedzamām sekām, radikāli mainot nākotni. 60. gadu sākumā Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta meteoroloģijas nodaļas jaunais asistents Edvards Lorenss saņēma vairākas neparastas diagrammas. Viņu forma atgādināja tauriņa spārnus, un liels zinātniskās fantastikas cienītājs Lorenss nekavējoties sauca modeli, ko viņš atklāja, “tauriņa efektu”. Drīz vien tas kļuva par universālu koncepciju, izskaidrojot daudzas noslēpumainas parādības, kad nelieli notikumi noved pie grandiozām sekām, piemēram, taifūniem, plaša mēroga epidēmijām vai kolosālu ledāju nolaišanās no Antarktīdas kupola.
Apaļās vērtības kļūdas
Faktiski tauriņa efekts ir tālu no vienkāršas idejas, kas nāk no ļoti sarežģītas matemātiskas haosa teorijas. Viss sākās, kad Lorenss mēģināja izveidot datorprogrammu komplektu, kas varētu paredzēt ilgtermiņa laika apstākļu izmaiņas. Vienu dienu viņš nenoapaļoja tūkstošdaļas meteoroloģisko vērtību, piemēram, vēja stiprumu, mitrumu un atmosfēras spiedienu. Pēkšņi tas noveda pie fenomenāla rezultāta. Izrādījās, ka šīs niecīgās datu izmaiņas pilnībā mainīja ilgtermiņa prognozi.
Edvards Lorenss.
Veselas desmitgades laikā Lorenss precizēja savu teoriju, taču tā kļuva slavena, pateicoties cita meteorologa apņēmībai. 1972. gadā notika prestiža starptautiska konference, taču Lorenss nespēja uzrādīt ziņojuma nosaukumu. Laika nepavisam nebija atlicis, un to drosmīgi izdarīja viņa kolēģis, piešķirot darbam pilnīgi neakadēmisku nosaukumu "Prognozēšana: vai tauriņa atloks Brazīlijā izraisīs viesuļvētru Teksasā?" Tieši no šī brīža sākās karstas diskusijas par Lorenca tauriņa efektu.
Šajā agrīnajā darbā Lorenss mēģināja pierādīt, ka nelielu atmosfēras anomāliju tālejošās sekas ir divas aizraujošas problēmas. Pirmkārt, nevajadzētu kritizēt laika apstākļu prognozes un izsmiet prognozētājus, jo izrādās, ka gandrīz neiespējami izveidot precīzu ilgtermiņa laika karti. Otrkārt, daudzos procesos vienkārši nav iespējams “noķert tauriņu” un noteikt to pagrieziena punktu, kas noved pie reāla gala rezultāta.
Vispārīgi runājot, daudzi filozofi ļoti atturīgi vērtē “Lorenca tauriņus”. galu galā, ja nelielām dažu dabas parādību neprecizitātēm ir tik liela nozīme, tad var apgalvot, ka mūsu pasaule ir kaut kā pilnīgi neparedzama …
Reklāmas video:
Tornado dzimšana un nāve
Saskaņā ar Lorenca diagrammām, neskaitāmi dabiski savienojumi var ne tikai izraisīt viesuļvētru ar tauriņa spārnu plandīšanos, bet arī izdzēst viesuļvētru pumpurā. Tādējādi, ja cilvēks iejaucas apkārtējā dabā, piemēram, pārkāpjot ekoloģisko līdzsvaru, tad diez vai mēs kādreiz droši zinām, kas būtu noticis alternatīvajā scenārijā “Zeme bez cilvēkiem”. Un tas viss tāpēc, ka visas turpmākās izmaiņas ir ļoti grūti izsekot un atjaunot notikumu secību.
Pat dzīves laikā Lorenss skumji atzīmēja, ka lielākā daļa apkārtējo klimatologu viņa oriģinālās konstrukcijas uztver tieši pretēji. Vissvarīgākā doma Lorenca teorijā ir tāda, ka mēs vienkārši nevaram viegli izsekot nozīmīgam notikumam un tā saistībai ar tagadni. Apgalvojot, ka tauriņa spārnu saplacināšana var izraisīt vētru, mums nekavējoties jāpāriet pie nākamā jautājuma: kā mēs varam droši apgalvot, ka tieši atmosfēras anomālija izraisīja dzimšanu, nevis satriecoša tornado nāvi?
Izrādās, ka Lorenca pētījumi dod iespēju jaunā veidā aplūkot cēloņu un seku attiecību problēmu, bet nesatur vienkāršas atbildes nākotnes prognozēšanai.
Laika noslēpumi virtuvē
Būdams meteorologs, Lorenss ar atklātās parādības palīdzību mēģināja izskaidrot daudzus "laika virtuves" noslēpumus. Pēc viņa drosmīgā pieņēmuma. spēcīgāko vētru, kas dzimušas Meksikas līcī, cēlonis var būt neliela laika apstākļu anomālija Atlantijas okeāna dienvidu daļā.
Edvarda Lorensa izveidots datora laika apstākļu modelis.
Pēc zinātnieka nāves 2008. gadā vairāki Latīņamerikas laika apstākļu prognozētāji mēģināja savienot tauriņa efektu ar pārsteidzošo Klusā okeāna El Niño fenomenu. Nesaprotamā veidā šī periodiskā atmosfēras anomālija kaut kādā veidā ietekmē postošo viesuļvētru dzimšanu, radot miljardiem dolāru zaudējumus ASV dienvidu štatiem.
Tajā pašā laikā daudzi amerikāņu sazvērestības teorētiķi ir vienkārši pārliecināti, ka viņi jau sen cenšas izcelt "laika tauriņus", kas var izraisīt vētru dažādās pasaules daļās Pentagona slepenajās apmācības vietās. Jebkurā gadījumā tas var būt reāls hipotētiskā "klimata ieroča" drošinātājs, par kuru pēdējā laikā ir daudz runāts.
Galvenais parametrs šeit ir viesuļvētras vējš kā viena no atmosfēras fizikas izpētes jomām. Šī zinātne daudzus gadus mēģina paredzēt gaisa virpuļu trajektorijas, taču joprojām nevar paredzēt to stiprumu un līdz ar to arī iespējamās iznīcināšanas mērogu.
Viesuļvētras vienādojums
Jau ceturtdaļu gadsimta meteorologi smagi strādā, lai izveidotu uzticamus sliktu laika apstākļu datoru modeļus. Klupšanas akmens šeit ir tā saucamais viesuļvētras vienādojums, kuru nevar atrisināt, balstoties uz klasiskām idejām par tā veidošanās mehānismu. Jūs varat iedomāties, ka kaut kur Karību jūras dienvidaustrumu daļā izveidojas spēcīga viesuļvētra. Tur siltu un mitru gaisa straumes satiek auksts Andu vējš. Intensīva ūdens tvaiku kondensācija notiek, veidojot biezu mākoņu apvalku. Tomēr, ja mēģināsim iestatīt visus nepieciešamos parametrus, mēs nekādā gadījumā nevarēsim noteikt gaitu un vēja stipruma palielināšanos. Proti, paredzamais vēja ātrums vienmēr būs daudz mazāks nekā patiesībā.
GPS zondes palaišana.
Ir labi zināms, ka jo spēcīgāks vējš, jo vairāk viļņu ir uz ūdens virsmas. Viļņi šeit darbojas kā dabisks ūdens virsmas "raupjums", pret kuru gaisa straumes "berzē". Tikmēr, ja ņemam vērā līdzsvaru starp enerģijas ieeju un tās absorbciju berzes dēļ, tad izrādās: jo spēcīgāks vējš, jo lielāka būs šī absorbcija. Tas ir, viļņiem vajadzētu nodzēst vēju, tāpat kā brāļu Strugatsku kulta darba vārdā, bet patiesībā tas nenotiek.
Krievu ģeofiziķu hipotēze
Pagājušā gadsimta beigās Ņižņijnovgorodas Krievijas Zinātņu akadēmijas Lietišķās fizikas institūta Nelineāro ģeofizikālo procesu nodaļas darbinieku grupa izvirzīja ļoti neparastu hipotēzi. Balstoties uz Lorenca teorijas principiem, viņi izvirzīja hipotēzi, ka okeāna virsmas vilkšana paradoksālā veidā samazinās, palielinoties vējam.
Tad 2003. gadā žurnālā Gage tika publicēts amerikāņu pētnieka Kerija Emanuela raksts, kurā aprakstīts līdzīgs fenomens. Savos secinājumos viņš paļāvās uz ilgtermiņa datiem par vēja ātrumu tropisko ciklonu iekšienē, izmantojot krītošās GPS zondes no ASV Nacionālās okeāna un atmosfēras pārvaldes viesuļvētras novērošanas centra. Balstoties uz šo mērījumu rezultātu vispārinājumu, izrādījās, ka jūras virsmas pretestības koeficients ir ievērojami zemāks par parasto vēju aprēķinos iegūto vērtību.
Krievijas zinātnieki pēta "tauriņa efektu, kas rada viesuļvētras" unikālā instalācijā "Liela mēroga ģeofizisko stendu komplekss", kas sastāv no baseina ar ātrgaitas vēja viļņu kanālu. Mūsdienās šis komplekss ir iekļauts Krievijā valsts nozīmes instalāciju sarakstā.
Tīkls viesuļvētras tauriņu ķeršanai
Ņižņijnovgorodas ģeofiziķu eksperimenti deva pārsteidzošus rezultātus. Ar ātrgaitas videokameras palīdzību, kas filmē līdz pusmiljonam kadru sekundē, bija iespējams reģistrēt pārsteidzošos "viesuļvētras tauriņu" dzimšanas procesus. Tādējādi radās izpratne par viesuļvētras vēju rašanās mehānismu vētras sākumā. Kļuva skaidrs, ka noteiktā posmā augošā taifūna gaisa straumes plūst virs viļņiem, piemēram, zemūdens spārnu planieris vai kolosāls ekranoplāns. Tajā pašā laikā gaisa masa virs viļņiem veido cietu jēru "putu spilvenu", kas izlīdzina satraukumu. Šajā gadījumā pretestība gaisa plūsmām virs jūras virsmas strauji pazeminās.
Zinātnieki saskaitīja pilienus un saprata, ka ir atrasts visefektīvākais šļakatu ģenerēšanas mehānisms, kas ievērojami maina viesuļvētras parādīšanās ainu. Iepriekš tika uzskatīts, ka šļakatas veidojas pie peldošu burbuļu plīsuma, un to daudzums ir nesalīdzināmi mazāks. Izrādījās: ja pārrēķinām Ņižņijnovgorodas laboratorijas eksperimenta rezultātus dabiskajiem apstākļiem, tad kļūst skaidrs viesuļvētras vēju veidošanās. Zinātnieki saprata, ka vējš ir efektīvs enerģijas plūsmas mehānisms briesmīgajam spēkam, un tuvojās viesuļvētras iznīcinošo spēju prognozēšanai.
Tomēr "Lorenca tauriņa efekts" tika atklāts arī zinātnēs, kas ir ļoti tālu no meteoroloģijas.
Finanšu krīžu kukaiņi
Pirms desmit gadiem vairāki entuziasti no virtuālā finanšu prognožu fanu kluba Smartmoney sāka pētīt tirgu "pēc Lorenca vārdiem" un nekavējoties noķēra "finanšu krīzes tauriņu". Izrādās, ka arvien pieaugošajām Sony loģistikas problēmām var būt kritiska ietekme uz visu akcionāru, pārdevēju un investoru tīklu. Šādi Smartmoney vietnē parādījās drausmīga prognoze: "Viens tauriņš, šajā gadījumā Japānas tauriņš, sāk visu kritisko procesu globālajā partneru ķēdē." Diemžēl neviens neuzklausīja neparasto "ekonomikas amatieru" viedokli. Un izcēlās 2008. gada krīze …