12.8 C
Münih

BİR GARİP KURAM: KAOSUN DÜZENİ

Kaos kuramı koşullardaki çok küçük değişikliklerin ileride çok büyük sonuçlara yol açabileceğini söyler. Evden 30 saniye geç çıktıysanız, belki otobüsü kaçıracaktınız ama aynı zamanda sizi yeni bir işe yönlendirerek yaşamınızı akışını değiştirecek kişiyle de  tanışacaktınız. Kaos kuramının en bilinen uygulama alanı hava durumudur.”Kelebek etkisi” adıyla bilinen olguda, küçük bir rüzgar, gezegenin bir başka yerinde kasırgaya yol açabilir. Ancak kaos gerçek anlamda kaotik değildir; içinde bir takım kalıplar barındırır.

Kaos kuramına göre, Brezilya’da bir kelebeğin kanat çırpması Teksas’ta bir hortuma neden olabilir. Bazı sistemlerde başlangıç koşullarının çok benzer olmasına karşın,sonuçlar farklı olabilir. Hava durumu bir tür sistemdir.Bir yerin sıcaklığında  ya da basıncındaki çok küçük bir değişiklik bir başka bölgede yağışa yol açacak zincirleme bir dizi olayı tetikleyebilir.

Aslında kaos pek doğru bir adlandırma değildir. Çünkü sözcüğün akıla getirdiği tamamen rassal, öngörülemez ve gelişi güzel yapılı değildir. Kaotik sistemlerde aslında deterministiktir, yani başlangıç noktası kesin olarak bilinirse öngörülmeleri ve tekrarlanmaları mümkündür. Basit fizik kurallarıyla pek çok olay açıklanabilir ki bunlar her denemede aynı sonucu verir. Ama bir sonuca bakarak nasıl meydana geldiğini kesin olarak söylemek imkansızdır,çünkü aynı sonuca birden fazla yoldan ulaşılmış olabilir. Yani girdilerdeki çok küçük farklar birbirinden çok farklı sonuçlar doğurabilir. Bu çeşitlilikten dolayı eğer girdi değerlerinde bir belirsizlik varsa, izleyen gelişmeler yelpazesi çok geniş olabilir.

Hava durumu örneğinde sıcaklığın düşündüğünüzden bir dereceden az bile olsa, öngörünüz tamamen yanlış çıkabilir ve komşu kasabada şiddetli bir fırtına yerine kısa süreli bir yağış ya da güçlü bir hortum gerçekleşebilir. Bu nedenle hava durumu tahmincileri iklim modelini çıkaracakları zaman dilimini sınırlı tutar. Atmosferin durumuyla ilgili olarak, yeryüzündeki meteoroloji istasyonlarından ve yörüngedeki çok sayıda uydudan muazzam miktarda veri bile gelse, tahminciler en çok birkaç günlük hava durumu öngörebilirler. Bu sürenin ötesinde belirsizlikler, kaos kuramı gereği çok büyük hale gelmeye başlar.

KAOS KURAMININ GELİŞİMİ

Kaos kuramı 1960’lı yıllarda Amerikalı matematikçi ve meteorolog Edward Lorenz tarafından geliştirildi. Hava durumu modellemesi için kullanan Lorenz, hesapları kolaylaştırmak için simülasyonu parçalara ayırmıştı.Simülasyonu bir sonraki sefer ortasından başlatabilmek için sayıların çıktılarını aldı. Bilgisayarın belleği sayıları virgülden sonra altı hane olarak tutarken, çıktılarda gözüken sayılar virgülden sonraki ilk üç hanaye kadar yuvarlanmıştı. Örneğin 0,123456 sayısı çıktıda 0.123 olarak gözüküyordu ve Lorenz bilgisayara bu yeni halleriyle girdi. Ve hava durumu tahminlerinin ilk seferden tamamen farklı olduğunu gördü. Bilgisayarın sayıları yuvarlamasından kaynaklanan küçücük farklar,sürecin sonundaki hava durumu örüntülerini bambaşka hale getiriyordu. Kullandığı modeller yeniden üretebilir modellerdi, yani rassal değillerdi. Ortaya çıkan farkları yorumlamak zordu. Bu kadar küçük farklar bu kadar büyük oynamalara nasıl yol açabilirdi?

Edward Lorenz

Daha dikkatli inceleyince ortaya çıkan hava tahmin örüntülerinin belli bir kümeyle sınırlı olduğunu gördü ve bunlara “garip çeker” adını verdi. Girdiler değiştirilerek her türlü hava durumu tahmini üretilemiyordu. Her ne kadar girdi olarak girilen verilen sayılara bakarak önceden tahmin etmesi güç olsa da ancak belli bir hava durumu örüntü kümesi ortaya çıkıyordu. Bu kaotik sistemlerin temel bir özelliğidir: Belli başlı örüntüler izler ama belli bir sonuçtan geriye gidilerek belli bir başlangıç noktasına ulaşmaz. Çünkü aynı sonuca götüren birçok farklı yol vardır.

Girdi ile çıktı arasındaki bağlantılar grafiksel olarak izlenebilir. Böylece tek bir kaotik sistemin ne kadar çeşitli davranış şekli olabildiği görülür. Bu tür grafikler garip çekerlerin haritasını verir. En ünlü örneklerinden biri üst üste gelmiş ve biraz kaydırılıp şekli bozulmuş çok sayıda sekizden oluşan bir kelebeğin kanatlarını andıran  Lorenz çekim bölgesidir.

BİR GARİP KURAM: KAOSUN DÜZENİ
BİR GARİP KURAM: KAOSUN DÜZENİ

Kaos kuramı da fraktalların keşfedildiği dönemde ortaya çıkmıştır. Gerçekte bu ikisi yakından ilgilidir. Birçok sistemin kaos çözümlerinin çekim bölgesi haritaları fraktallar şeklindedir. Çekim bölgesinin ayrıntılı yapısı, birçok ölçekte kendini yineleyen bir yapıdır.

KELEBEK ETKİSİ NEDİR?

Kaosun temel fikri olan ” küçük değişikliklerin ileride büyük sonuçlar doğurabileceği” fikri “kelebek etkisi” adıyla bilinir. Lorenz bununla bir kelebeğin kanat çırpışlarının bir başka yerde kasırgaya yol açabileceğini kastetmiştir. Bu fikri özellikle zaman yolculuğuyla birlikte popüler kültürde ve filmlerde – Jurassic Park, Şahane Hayat ve Kelebek Etkisi filmlerinde olduğu gibi- yaygın olarak kullanılmıştır.

Şahane Hayat filmi ,1946
Şahane Hayat filmi ,1946

KAOS KURAMININ İLK ÖRNEKLERİ

Matematikçilerin değişik sayı girdileriyle tekrar tekrar hesap yapmasını sağlayan bilgisayarların kullanımının artması, kaos kuramı hızla gelişmesini sağladı. Gerçi kaotik özellikteki basit sistemler çok daha önceden biliniyordu. Örneğin 19. yüzyılın sonunda bilardo toplarının izleyeceği yolların ya da yörüngelerin kaotik olduğu biliniyordu.

Kaotik davranış doğada yaygındır. Kaos hava durumlarında ve akışkanların akışlarında görüldüğü gibi, gezegenlerin hareketleri gibi çok cisimli sistemlerdeki hareketlerde de görülür. Neptün’ün bir düzineden fazla uydusu vardır. Bu uydular her yıl aynı yörüngelerde dönmek yerine, kaos nedeniyle her yıl farklı yörüngelere kayarlar. Bazı bilim insanları Güneş Sistemi’mizdeki  kaos sayesinde oluşmuş olabileceğini düşünüyor.Bugünkü gezegenler ve başkaları milyarlarca yıl önce dev bir bilardo oyunun parçası oldular,farklı yörüngeler denediler,kararsız olanlar ortadan yok oldu ve geriye gezegenlerin bugün gördüğümüz düzeni kaldı.

“O ARAÇTA YER ALAN HERKES ÖLDÜ! SEN HARRY’Yİ KURTARMAK İÇİN ORADA OLMADIĞINDAN,HARRY DE DİĞERLERİNİ KURTARMAK İÇİN ORADA OLMADI! GÖRÜYORSUN, GEORGE GERÇEKTEN DE HARİKA BİR YAŞAMIN VARMIŞ. ONU FIRLATIP ATMANIN NE BÜYÜK BİR HATA OLACAĞINI ANLIYOR MUSUN ? “

– ŞAHANE HAYAT ,1946

KAYNAK :

50 Physics Ideas You Really Need to Know kitabı
İrem Sipahi
İrem Sipahi
Antalya Kumluca Anadolu Lisesinde 3.sınıf dil öğrencisiyim bilimi , bilimle olmayı kitapları ve filmleri severim bilimle ve sağlıkla kalın :))))

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR:

YORUM YAZ / GÖRÜŞ BİLDİR

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz

SON YAZILAR

AŞKIN FİZYOLOJİSİ

Birçok araştırmaya konu olan ve son derece karmaşık bir duygu olan aşkın, vücutta “kalbin çarptığına beynin onay vermesi” olarak tanımlanabilir. Aşk, fizyolojik olarak incelendiğinde,...

Galileo Galilei Kimdir? Bilime Adanmış Bir Hayat

Modern bilimin babası ve dünya tarihinin en etkin bilim insanlarından biri olan Galileo'ya günümüzün modern astronomları çok şey borçlu. 16. yüzyılın sonunda ve 17....

GÜVENLİK VE SAVUNMA POLİTİKALARINDA YAPAY ZEKANIN ÖNEMİ

Yapay Zeka ; insan zekasına yakın sistemlerin oluşturulmasıyla başlayan , tasarlanma olanağının geliştirilme aşamalarında teknolojik bir boyut kazanan , analiz süreçlerinden geçen araştırmacı yaklaşımların...

Sicim Teorisi: Evrenin Müziği

Makro evrenin fiziği olan genel görelilik kuramı ve mikro evrenin fiziği olan kuantum mekaniği birbirlerinden ayrı incelendiğinde sorunsuz çalışırken bir arada incelendiğinde çok ciddi...

Bütün hayatınızı bir balonun içinde yaşadığınızı hayal edebiliyor musunuz?

David Vetter Amerika’da 1971 yılında dünyaya gelmişti. Ağır Kombine İmmun yetmezliği (SCID) olan bu bebek, her türlü mikropla, enfeksiyonla savaşmasını sağlayan başta T lenfositleri...