Wie Funktioniert Die Chaos-Theorie? - #2

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Chaos-theorie ist die idee, dass das geordnete, untergeordnete universum, das wir für selbstverständlich halten, die ausnahme von der regel sein kann. Erfahren sie mehr über die chaostheorie.

Chaos heute

In den achtziger und frühen neunziger Jahren wurde Chaos eine Zeitlang als nächste große Revolution in der Wissenschaft angekündigt, die der Quantenmechanik gleicht. Geschichtenerzähler nahmen ihre Prinzipien an und bauten sie in ihre Romane, Filme und Theaterstücke ein. Fast jeder erinnert sich, wie "Jurassic Park" mit Chaos umgegangen ist. Der selbsternannte Chaotiker Ian Malcolm ließ Wassertropfen über Ellie Sattlers Hand laufen, um zu beweisen, dass die Flüssigkeit niemals denselben Weg nimmt. In dem 1990 erschienenen Michael Crichton-Roman gewinnt das Chaos noch mehr an thematischer Bedeutung. Crichton organisiert das Buch in Iterationen, genau wie die Iterationen, die zur Erstellung von Bifurkationsdiagrammen und Fraktalen verwendet werden. Und Malcolm bietet viel tiefere Einblicke in die Wissenschaft des Chaos als seine Persönlichkeit auf dem Bildschirm:

Sie werden eine Reihe von prähistorischen Tieren konstruieren und auf eine Insel bringen? Fein. Ein schöner Traum. Charmant Aber es läuft nicht wie geplant. Es ist von Natur aus unvorhersehbar. Wir haben uns beruhigt, uns plötzliche Veränderung als etwas vorzustellen, das außerhalb der normalen Ordnung der Dinge geschieht. Ein Unfall wie bei einem Autounfall. Oder außerhalb unserer Kontrolle wie eine tödliche Krankheit. Wir denken nicht an eine plötzliche, radikale, irrationale Veränderung, die in das Sein der Existenz eingebaut ist. Ist es doch.

Im selben Jahr, als Spielberg mit einem Dinosaurier-Freizeitpark Amok lief, veröffentlichte Tom Stoppard sein Theaterstück "Arcadia", das die Chaos-Theorie als Vehikel für die Erkundung weiterer Themen wie das Mysterium des Sex und den Konflikt zwischen Emotion und Intellekt verwendet.An einer Stelle bietet die Figur Valentine Coverly eine Erklärung für das Chaos, das jeder Mathematiker schätzen würde: "Wenn Sie den Algorithmus kennen und ihn zurücksenden würden, sagen Sie zehntausend Mal, jedes Mal, wenn irgendwo auf dem Bildschirm ein Punkt wäre. Sie würden Ich weiß nie, wo Sie den nächsten Punkt erwarten können. Aber allmählich sehen Sie diese Form… "

Dann schien die Chaostheorie trotz all dieser Aufmerksamkeit in den Schatten zurückzuweichen. Einige fragten, ob das Thema den ganzen Hype verdient hatte, den es in den 1990er Jahren erlebt hatte. In Wirklichkeit ist das Chaos jedoch weniger eine neue Wissenschaft als ein Fortschritt im Denken, eine Verschiebung der Weltanschauung, vom Newtonschen Determinismus zur nichtlinearen Unvorhersagbarkeit. Die von Poincaré, Lorenz, Smale, Young und anderen langsam aufgedeckten Prinzipien berühren die gesamte Wissenschaft und bilden eine Linse, durch die Probleme in allen Disziplinen untersucht werden können. Ein Harvard-Wissenschaftler formuliert es so: "[Chaos] ist eine Sammlung von Werkzeugen, und es ist ein Weg, um Phänomene zu verstehen, die in einer Vielzahl von Bereichen vorkommen." [Quelle: Ornes].

Die Medizin kann die nächste Grenze sein, um von den Erkenntnissen des Chaos zu profitieren. Zum Beispiel haben Physiologen entdeckt, dass der Herzrhythmus extrem empfindlich auf Anfangsbedingungen ist und dass sich das Muskelgewebe bei einer sehr gleichmäßigen Herzfrequenz weniger an Anforderungen anpassen lässt und eine Person für Arrhythmien und Herzinfarkt anfällig ist. Die Forscher vermuten auch ein chaotisches Verhalten in der Gehirnfunktion und versuchen, Verbindungen zwischen der kognitiven Leistungsfähigkeit eines Patienten und seinem Elektroenzephalogramm (EEG) zu finden, der Aufzeichnung der durch Elektroenzephalographie erzeugten Gehirnaktivität. Ist es möglich, dass Ihre Fähigkeit, Informationen wahrzunehmen und zu analysieren, mit der fraktalen Dimension Ihres EEG zusammenhängt?

Vielleicht werden wir eines Tages dank des Chaos die Antwort wissen. Aber rechnen Sie nicht damit, einer zuverlässigen 10-Tage-Prognose näher zu kommen. So sehr wir es auch nicht zugeben wollen, liegen einige Dinge einfach außerhalb der Reichweite unserer Newtonschen Wissenschaft.

Anmerkung des Autors: Wie die Chaos-Theorie funktioniert

Auf dem College besuchte ich einen Kurs in Bevölkerungsbiologie. Ich dachte, es wäre wie bei anderen Ökologiekursen - etwas sanft und mild. Es war eine der schwierigsten Klassen, die ich als Biologiestudium mit Differenzialgleichungen und komplexen Konzepten besuchte. Ich erinnere mich nicht an die besprochenen dynamischen Instabilitäten, aber ich vermute jetzt, nachdem wir diesen Artikel geschrieben haben, dass wir uns regelmäßig in das Land des Chaos gewagt haben. Wäre ich nicht so darauf fokussiert gewesen, den Kurs durchzustehen, ohne mein GPA zu ruinieren, hätte ich vielleicht einige dieser Konzepte für das, was sie waren, gesehen - Manifestationen einer grundlegenden und manchmal beängstigenden Veränderung in unserem Weltbild.


Videoergänzungsan: Die Chaostheorie.




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