Michel Hénon: Razlika med redakcijama

Izbrisana vsebina Dodana vsebina
m pp
Klemen Kocjancic (pogovor | prispevki)
slog
Vrstica 5:
V [[Observatorij Kobenhaven|Observatoriju]] v [[Kobenhaven|Kopenhagnu]] je od leta [[1910]] do [[1930]] cel rod astronomov skrbno opazoval in računal na stotine takih tirov. Vendar so jih zanimali le tisti, ki so se izkazali za periodične. »Tudi jaz sem bil prepričan, tako kakor so bili takrat vsi, da morajo biti vsi tiri pravilni,« je pripovedoval Henon. Toda s svojim podiplomskim študentom [[Carl Heiles|Heilesom]] je še naprej upodabljal različne tire ob stalnem zviševanju energije abstraktnega sistema. Kmalu sta odkrila nekaj povsem novega. Najprej se je jajčasta krivulja zvila v bolj zamotano obliko. Prekrižala je samo sebe v obliki osmic in se razdelila na ločene zanke. Še vedno pa je vsak tir ležal na kaki zanki. Potem je pri še višjih energijah prišlo do nove, precej nenadne spremembe. »Tu pa pride do presenečenja,« sta zapisala Henon in Heiles. Nekateri tiri postanejo tako nestabilni, da so točke neurejeno razmetane po papirju. Ponekod je bilo še vedno mogoče narisati krivuljo, drugje pa točkam ni ustrezala nobena krivulja. Slika je postala prav dramatična: popoln nered je bil pomešan z jasnimi ostanki reda. Kazala se je slika, ki je astronoma spominjala na »[[otok]]e« in na »verige otokov«. Uporabila sta dva različna računalnika in dva različna računska postopka, vendar vedno z enakimi rezultati. Lahko sta le raziskovala in ugibala. Na osnovi svojega številskega preskuševanja sta napravila sklep. Menila sta, da se bo pri večji povečavi pokazalo pri vse manjših [[merilo|merilih]] še več otokov, morda vse tja do neskončnosti. Potrebovala sta matematični dokaz, »vendar je bil matematični pristop videti vse prej kot preprost.«
 
Henon se je lotil drugih vprašanj, ko pa je 14 let kasneje slišal za čudne [[atraktor]]je [[David Ruelle|Ruella]] in Lorenza je napel ušesa. Leta [[1976]] je delal v Nici, na observatoriju blizu [[morje|morja]], in je poslušal predavanje gostujočega [[fizik]]a o Lorenzovem atraktorju. Ta fizik je poskušal z različnimi postopki osvetliti drobno »mikrostrukturo« atraktorja, a le z majhnim uspehom. Henon pa je prišel na novo zamisel, čeprav disipativni sistemi niso bili njegovo področje (včasih se astronomi bojijo disipativnih sistemov - tako so neurejeni). Spet je zavrgel vse sledi fizikalne narave sistema in se osredotočil le na [[geometrija|geometrijsko]] bistvo, ki ga je hotel raziskati. Medtem ko so se Lorenz in drugi držali diferencialnih enačb, tokov z zveznimi spremembami v prostoru in času, je Henon uporabil [[diferenčna enačba|diferenčne enačbe]], ki so diskretne v času. Menil je, da je ključ v ponavljanju raztezanja in pregibanja faznega prostora, podobno kot pri izdelovanju sladic. Slaščičar testo razvalja, ga prepogne, ga spet razvalja, spet prepogne in tako naredi strukturo, ki ščasoma postane skladovnica tankih plasti. Podobno delajo izdelovalci izredno tankih lističev [[zlato|zlata]] na star ročen način. Henon je na kos papirja narisal [[oval]]. S kratko enačbo je vsako točko ovala predstavil v novo točko krivulje, ki je bila v sredini potegnena navzgor in je tvorila nekakšen lok. To je bila preslikava, in točko za točko je ves oval preslikal na [[lok]]. Potem je izbral drugo preslikavo; to pot krčenje, ki je stisnilo lok navnoter in ga zožilo. Potem pa še tretjo preslikavo, ki je ozki lok zasukala na stran, da se je prekrival s prvotnim ovalom. Vse tri preslikave je za računanje združil v eno samo [[matematična funkcija|funkcijo]]. V osnovi je sledil [[Stephen Smale|Smale]]ovi zamisli o podkvici. Številsko je ves postopek tako preprost, da ga je mogoče izvesti na [[kalkulator]]ju. Vsaka točka ima koordinati ''x'' in ''y'', ki določata njeno vodoravno in navpično [[lega|lego]]. Novi ''x'' dobimo tako, da staremu ''y'' prištejemo 1 in odštejemo 1,4 krat stari ''x'' na kvadrat. Novi ''y'' dobimo tako, da stari ''x'' pomnožimo z 0,3. Torej: <math>x_{\hbox{novi}} = 1 + y + 1,4 x^2</math> in <math>y_{\hbox{novi}} = 0,3 x</math>, ali v splošnem:
oval preslikal na [[lok]]. Potem je izbral drugo preslikavo; to pot krčenje, ki je stisnilo lok navnoter in ga zožilo. Potem pa še tretjo preslikavo, ki je ozki lok zasukala na stran, da se je prekrival s prvotnim ovalom. Vse tri preslikave je za računanje združil v eno samo [[matematična funkcija|funkcijo]]. V osnovi je sledil [[Stephen Smale|Smale]]ovi zamisli o podkvici. Številsko je ves postopek tako preprost, da ga je mogoče izvesti na [[kalkulator]]ju. Vsaka točka ima koordinati ''x'' in ''y'', ki določata njeno vodoravno in navpično [[lega|lego]]. Novi ''x'' dobimo tako, da staremu ''y'' prištejemo 1 in odštejemo 1,4 krat stari ''x'' na kvadrat. Novi ''y'' dobimo tako, da stari ''x'' pomnožimo z 0,3. Torej: <math>x_{\hbox{novi}} = 1 + y + 1,4 x^2</math> in <math>y_{\hbox{novi}} = 0,3 x</math>, ali v splošnem:
 
: <math> x_{n+1} = 1 + y - ax_n \; , \; \hbox{in} </math>
: <math> y_{n+1} = bx_n \; . </math>
 
Henon si je izbral začetno točko bolj ali manj slučajno, vzel [[kalkulator]] in začel eno za drugo risati točke, dokler jih ni narisal več tisoč. Potem je uporabil pravi računalnik, [[IBM 7040]], in jih hitro narisal pet milijonov. Z osebnim računalnikom in grafičnim prikazom lahko danes brez težav to ponovimo. Sprva točke navidez neurejeno skačejo po zaslonu. Videti je kakor Poincaréjev prerez trirazsežnega atraktorja, ki se blodno vije sem in tja. Hitro pa se začne kazati obris, ukrivljen kakor [[banana]]. Čim dlje teče program, tem več podrobnosti se pokaže. Deli krivulje kažejo neko debelino, a se potem izostrijo v dve ločeni črti, ti pa v štiri, od katerih je en par blizu skupaj, drugi pa bolj narazen. Pri večji povečavi se izkaže, da je tudi vsaka od štirih črt sestavljena iz dveh črt, in tako naprej, ad infinitum. Tudi Henonov atraktor, kakor Lorenzev, kaže neskončno pomanjšavo, podobno brezkončnemu [[zaporedje|zaporedju]] ruskih [[babuška|babušk]], vstavljenih ena v drugo. Niz slik pri vedno večji povečavi razkriva vgnezdeno zaporedje, torej črte v črtah. Skrivnostnost čudnega atraktorja pa je mogoče občutiti tudi ob razvoju s časom, ko se pojavlja točka za točko. Prikaže se kakor [[duh]] iz megle. Nove točke se pojavljajo neurejeno prek zaslona in zdi se neverjetno, da sploh obstaja kakšna struktura, kaj šele tako zapletena in natančna. Zaporedni točki se pojavita poljubno daleč vsaksebi, kakor velja za točki, ki sta v [[turbulentni tok|turbulentnem toku]] sprva blizu skupaj. Ne glede na število točk je mogoče napovedati, kjer se bo prikazala naslednja, razen tega, seveda, da bo to nekje na atraktorju. Ko se točke pojavljajo tako neurejeno in obris tako megleno, mimogrede pozabimo, da gre za atraktor. Ne gre le za neki tir [[dinamični sistem|dinamičnega sistema]]. Gre za tir, proti kateremu se stekajo vsi tiri. Zato izbira začetnih pogojev ni pomembna. Če leži začetna točka nekje v bližini atraktorja, se mu naslednje točke hitro približajo.
 
[[Category:Rojeni v letu 1931|Henon, Michel]]