Thứ Bảy, 8 tháng 2, 2014

Kiến thức phổ thông: Thuyết hỗn loạn - Chaos Theory

Thuyết hỗn loạn là một lĩnh vực toán học nghiên cứu việc làm thế nào mà những thay đổi nhỏ trong các điều kiện ban đầu bên trong những hệ thống động và phức tạp có thể đưa đến các kết quả rất khác biệt. Thuyết hỗn loạn được áp dụng trong những hệ thống thuộc nhiều lĩnh vực, bao gồm khí tượng học, sinh học, và vật lý. Mặc dù các hệ thống đó là tất định, hoàn toàn không có những yếu tố ngẫu nhiên, dáng điệu ngẫu nhiên rõ ràng của chúng khiến cho việc dự đoán hết sức khó khăn.

Người đi tiên phong về thuyết hỗn loạn là nhà toán học và khí tượng học Mỹ Edward Lorenz. Năm 1961 Lorenz dùng mô hình máy tính để dự báo thời tiết. Ông bắt đầu nhập dữ liệu vào các biến phụ thuộc lẫn nhau như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất không khí, và sức gió cũng như hướng gió. Lần đầu tiên chạy chương trình, ông gõ số 0.506127 vào một biến. Rồi khi chạy lại chương trình một lần nữa, ông gõ tắt giá trị làm tròn là 0.506. Kịch bản thời tiết đem lại kết quả ở lần hai hoàn toàn khác với lần đầu. Sự khác biệt 0.000127 nhỏ xíu đã có tác động khủng khiếp.

Năm 1963, một trong những đồng nghiệp của Lorenz để ý rằng nếu ông ta đúng, thì "cái vẫy cánh của một con chim mòng biển cũng đủ thay đổi thời tiết vĩnh viễn". Năm 1972, trong tiêu đề của một công trình khoa học, Lorenz đặt câu hỏi "Liệu cái vẫy cánh của một con bướm ở Brazil có gây ra lốc xoáy ở Texas được không?" Từ đó thuyết hỗn loạn phát minh một tên thông dụng trong ngành: hiệu ứng cánh bướm. Dĩ nhiên, riêng cái vẫy cánh bướm không thể gây lốc xoáy - nhiều yếu tố khác cùng góp vào đó. Nhưng cái vẫy cánh có thể là cọng rơm làm gẫy lưng lạc đà (ở đây đã dùng lối ẩn dụ khác).

Bất chấp tên gọi, thuyết hỗn loạn rất chắc chắn về mặt toán học và đã giúp làm sáng tỏ trật tự tiềm tàng trong rất nhiều hệ thống rõ ràng là ngẫu nhiên - từ những nhân tố gây ra lốc xoáy cuốn phăng xe cộ, các dao động trong những quần thể dã thú, cho đến dòng lưu thông ở các đường phố đông đúc.

-- Nguồn: Ian Crofton (2013) Tóm lược các tư tưởng lớn: 200 khái niệm làm thay đổi thế giới được diễn giải tức thì, Quercus.
-- Toàn bộ kiến thức phổ thông được tập hợp tại http://cstmind.blogspot.com/p/kien.html
-- Ảnh: http://www.wordfeast.co.za/wp-content/uploads/2011/09/chaos_theory1.jpg

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét