Sunday, 13 May 2007

اندر احول ما و آشوب

هفته‌ی پیش یک دوره‌ی عجیب و غریب داشتیم به نام از آشوب تا پیچیدگی. بیست و چندساعت کلاس بود با استادهای مختلف و عجیب غریب : یک فیزیک‌دان، یک دکتر مهندس مکانیک، یک بیولوژیست کار درست، یک سوسیولوگ (جامعه‌شناس به زبان آدمی‌زاد)، یک ستاره و کهکشان شناس، و یکی دو محقق دیگر که موضوع کارشان ربطی به سیستم‌های پیچیده و آشوب‌ناک داشت.

شاید ادعای گزافی نباشد اگر بگویم که جز بهترین دوره‌ی علمی عمرم بود. از چند روز قبلش درمورد موضوع تحقیق‌کردم و خواندم و خودم را آماده‌کردم، به خصوص برای فهمیدن لغت‌های کلیدی به فرانسه. حالا هم منتظرم که رئیس دوره اسلایدها را برایمان بفرستد که بروم سراغ چیزهایی که نفهمیده‌ام. مدتی بود این قدر چیز عجیب و جالب با این چگالی نصیبم نشده بود. آن هم از این همه روی‌کرد متفاوت. چیزهای بامزه‌ای هم بود، مثل این‌که برای آقای بیولوژیست زمان تجربی کافی برای تشخیص پای‌دار بودن یک سیستم تک سلولی چنددقیقه بود و آقای ستاره‌شناس بعد از چندتا انتگرال بزرگ و کوچک و چند تجربه‌ی شبیه‌سازی به اکراه می‌گفت شاید بشود ادعاکرد رفتار فلان سیارک در دوره‌ی بسیار کوتاهی درحدود بیست میلیون سال پای‌دار خواهد بود. چندتا چیز کاملا ساده و کودکانه فهمیده‌ام که اگر به‌م نخندید برایتان می‌گویم.

اول این که آشوب (یا رفتار آشوب‌ناک) در یک سیستم به معنی ناپای‌داری نیست، بلکه به معنی این است که رفتار سیستم غیرقابل پیش‌بینی است و البته اندکی مرزهای نوسان را روشن می‌کند، و اگر زورمان برسد علت این که این سیستم چرا آشوب‌ناک است را.

دوم، یک وقتی خیلی سال پیش، دانش‌مندها در اوج هیجان‌زدگی و احساس کاردرستی گفتند و نوشتند که معادلات اساسی گیتی را پیداکرده‌ایم و همه‌چیز را فهمیده‌ایم و می‌توانیم توضیح بدهیم (و حتا یک کدامشان اول کتابش نوشت که طبیعتا با این اوضاع دیگر نیازی به خدا نداریم) و حتا حرف‌های دقیق‌تری مثل این که اگر موقعیت یک جرم آسمانی و بردار سرعتش را بدانیم، همه‌ی رفتار قبل و بعدش را می‌توانیم بفهمیم. یا مثلا اطلاعات بنیادی یک سلول و اجزایش همه‌ی داستان تکامل را برایمان معلوم می‌کند. نظریه آشوب یک جورهایی نقض این‌حرف است. یعنی اگر تمام رفتار (معادلات حاکم بر) سیستم را هم خوب بشناسیم نمی‌توانیم رفتارش را در گذشته و آینده حدس‌بزنیم و پیش‌بینیمان حداکثر در یک زمان مشخص معتبر است. تازه‌شم، سیستم‌هایی هستند که بسیارچیز درباره‌ی رفتار‌شان مبهم و نامعلوم است.

سوم، محاسبه‌ی زمان مشخصه همیشه کار ساده‌ای نیست، ولی مثلا دانستن این‌که سیستم منظومه شمسی و سیستم جوی زمین (آب و هوا) آشوب‌ناک‌اند و زمان مشخصه‌شان صدمیلیون سال و دوهفته است، به‌مان می‌گوید که پیش‌بینی رفتار این دو سیستم درزمانی بیش‌تر از زمان مشخصه‌شان غیرممکن است.

چهارم، چرا رفتار بعد از زمان مشخصه نامعلوم است؟ چون فهمیده‌ایم رفتار سیستم از مقادیر اولیه‌اش تاثیر می‌گیرد، آن‌هم چه تاثیری، یعنی اگر یک ذره در تعیین (یا تشخیص) مقدار اولیه تغییر بدهیم، نتیجه مدتی بعد به صورت قابل توجهی تغییر می‌کند. توضیح می‌دهم. فرض کنیم معادلات حرکت زمین را داریم و موقعیت اولیه‌اش را دو مقدار با تفاوت چند آنگستروم مبنای محاسبه قرار می‌دهیم. دو منحنی رفتار (مسیر حرکت) به‌دست آمده تا مدت طولانی دقیقا مثل هم‌اند و مو نمی‌زنند، ولی ‌یک‌هو (واقعا یک‌هو) یک‌کدامشان شرق می‌رود و آن‌یکی غرب. همان لحظه‌ی بحرانی یک‌هو را زمان مشخصه می‌نامیم و درک می‌کنیم (یک کمی هم شما از خودتان مایه بگذارید) که سیستمی که همه‌چیزش را درست و دقیق می‌دانیم، نسبت به مقدار اولیه‌اش مثل چی حساس است و بعد از یک مدتی (برای زمین صدمیلیون سال) یک‌هو کولی‌بازی درمی‌آورد. این پدیده را آقای لورنز اولین‌بار دقیق توضیح‌داد و عجیبی آن را تشبیه‌کرد به این که بال زدن پروانه‌ای در مکزیک باعث گردباد شدیدی در تگزاس بشود، و اسمش را گذاشت اثر پروانه‌ای.

پنجم، با این‌که ادعای این که سیستمی آشوب‌ناک است را همه اول چپ چپ و به چشم یک استثنای عجیبی که یارو معلوم نیست از کجا درآورده که مقاله‌اش را چاپ کند می‌دیدند، الان می‌دانیم که تقریبا همه‌ی سیستم‌های شناخته‌شده (از کمربند زحل گرفته تا رشد پروتین‌ها، جنگ و گریز گلبول‌های سفید و ویروس مهاجم، بورس نیویورک، و حتا حرکت انعکاسی روی یک سهمی برعکس هم) آشوب‌ناک اند. خداپرست‌هایی که آن روزگار دور تنشان از بی‌نیازی بشر به خدا لرزید الان خیالشان راحت‌تر است، چون که می‌شود ثابت کرد که نمی‌شود که بشر همه‌چیز را بداند. نیوتن، آن وقت‌ها که که قانون‌های محکمش را اعلام کرد، در جواب به این‌که چرا یک سرسوزن خطا بین محاسبات و رفتار واقعی عطارد هست، گفت این دیگر خواست خداست و کاریش نمی‌شود کرد و تقریبا خودش را نجات داد. حالا معلوم شده که آن سرسوزن را هم می‌شود محاسبه و پیش‌بینی کرد، ولی خواست خدا در قالب پدیده‌ی آشوب نمی‌گذارد که آدم‌ها همه‌چیز را تمام و کمال بدانند (به نظر به چیزهایی مثل جنبه هم ربط دارد)

این‌ها را بیش‌تر از این که برای سوزاندن دل‌تان گفته باشم، برای این گفتم که اگر کسی پایه است، شروع کنیم در این‌باره خواندن و بحث‌کردن و یادگرفتن. خوبی ماجرا این است که درک سیستم‌های پیچیده و رفتار آشوب‌ناک مختص علم خاصی نیست و بیش‌تر جاها کاربرد دارد، به خصوص اگر مشغول تحقیق باشید، این ماجرای یک‌جایی خودش را نشان می‌دهد.

7 comments:

Anonymous said...

من كه هيچي نفهميدم فقانسوي عزيزاگقنه(اگرنه) حتما ميگفتم من علاقمندم

majid said...

سلام. از وبلاگ کورش کبیر آمدم اینجا. از پست اول شروع کردم به خواندن. کیف کردم. البته من زبان انگلیسی می خوانم و به ایتالیا و ایتالیانو! بیشتر علاقه دارم تا فغنچ! اما نثر زیبا و نگاه جالب نوشته ها باعث شد که بیایم یک تشکر کنم و بروم تا دوباره بیایم. اغوا موسیو!

Mohammad said...

check out this article in NY times, which is sort of relevant to what you wrote:

http://www.nytimes.com/2007/04/15/magazine/15wwlnidealab.t.html

rahi said...

thank you Mohammad
It seems intéressant ;)

rahi said...

Merci monsieur Majid; vous êtes le bienvenu. ciao.

Sharpedia said...

عیبی ندارد، ما که وقت برای خیلی موضوعاتِ جالب دیگر نداریم، این یکی هم به آنها اضافه شد.
اگر باز هم درباره اش میدانی، بنویس.

Mitra said...

man hamin emrouz residam be weblogeton,
az ye vahid, unam az be ahestegi, ke unam az yeki dige bud,
dashtam postaro az bala mikhundam residam inja.
khastam begam man dust daram ba ham bekhunim rajebesh, age in post e kheyli ghadimi nashode.
merci az nevehsteha
mitra