나비 효과

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
이동: 둘러보기, 검색
나비효과

나비 효과(butterfly effect)는 혼돈 이론에서 초기값의 미세한 차이에 의해 결과가 완전히 달라지는 현상을 뜻한다.


평면 공간에 있는 포인트 어트랙터 그래프

개요[편집]

이 표현은 미국의 기상학자 에드워드 노턴 로렌즈가 1972년에 미국 과학부흥협회에서 실시한 강연의 제목인 '예측가능성-브라질에서의 한 나비의 날갯짓이 텍사스에 돌풍을 일으킬 수도 있는가(Does the Flap of a Butterfly's Wings in Brazil Set Off a Tornado in Texas?)'에서 유래한다.

일반적으로는 사소한 사건 하나가 나중에 커다란 효과를 가져올 수 있다는 의미로 쓰이지만, 카오스 이론에서는 초기 조건의 민감한 의존성에 따른 미래결과의 예측불가능성을 의미한다. 때문에 이는 시공간을 가로질러 어떤 하나의 원인이 다른 결과를 초래하는 과정을 과학적으로 예측할 수 없다는 말이기도 하다.


역사[편집]

1898년에 자크 하다마르는 부정적인 곡률 공간에서 궤도의 일반적인 차이를 지적했다. 피에르 듀헴은 가능한 파급 효과를 1908년에 이야기하였다. 한 나비가 곧 엄청난 라이플 효과를 얻어낼 수 있다는 사식은 1952년 출판된 레이 브래드버리의 “A Sound of Thunder” 에서 나왔다. 이 책은 시간 여행의 관한 책이었다. [1] (September 2001) 《The Restless Universe Applications of Gravitational N-Body Dynamics to Planetary Stellar and Galactic Systems》. USA: CRC Press. ISBN 0750308222. January 6, 2014에 확인.


문구는 나비의 날개가 궁극적으로 가속 또는 다른 위치 에있는 토네이도를 지연시키거나 경로를 변경할 수있다. 나비는 직접적으로 토네이도를 발생시키거나 파워를 조절할 수는 없습니다. 날개의플랩은 초기 조건의 일부이고; 조건의 한 부분은 토네이도로 이끌고 다른 한 조건은 이끌지 않는다.날개의 펄럭임은 초기의 현상에서의 작은 변화를 대표한다, 그러면서 꼬리를 물고 더 큰 스케일의 변화를 이끌어 낼 수 있다 도미노 이론. 날개를 펄럭이지 않아도 궤도 시스템은 크게 다를 수 있다. 나비의 펄럭임이 없는 상황에서도 토네이도를 이끌어 내는것이 가능하다. [2]

나비효과는 예견 가능성이 아주 낮다, 왜냐하면 초기의 상황인 날씨 상황같은것을 정확하게 알 수 없기 때문이다. 이 문제는 앙상블 날씨예측의 발전에 동기를 부여했다.[3]




로렌즈 어트랙터에 나오는 나비효과

시간0 ≤ t ≤ 30

z- 코디네이트

이론과 수학적 정의[편집]

재발과 초기 조건에 대한 민감한 의존성과의 초기 조건으로 시스템의 대략적인 반환이 모두 함께 혼동 모션의 두 가지 주요 성분이다. 두 요소는 컴플렉스 시스템의 결과이다. 예를들어 날씨는 일정한 시간이 지나면 예견이 힘들어진다, 왜냐하면 (예견하는데 시간은 일주일이 걸린다) 시작하는 대기의 상황을 완벽하게 예견하는것은 불가능하기 때문이다.

다이내믹한 시스템은 초기 조건의 아주 민감히 의존하는 것을 보여준다. 이 정의는 위상이 있지만, 본질적으로 운율은 없다.

예시[편집]

  • 나비 효과에 따라서, 기상 예측에는 시간이 지날수록 오차가 크게 나타나고, 따라서 장기적인 기상 예보는 불가능하다는 결론을 얻을 수 있다. 나비효과는 날씨로 가장 익숙하다. 표준 기상 예측 모델에서 쉽게 입증 될 수 있다.

초기조건에 대한 민감한 의존성에 대한 잠재력이 강한 분야에서 원자와 이방성 케플러의 문제를 포함하여 고전과 양자 물리학에서 연구되고 있다. 어떤 작가들은 초기조건에 대한 심한 의존성은 순수한 원자에서 보이지 않는다고 주장한다. 초기조건에 대한 민감한 의존성은 클래식한 모션에서 발견될 수 있다. [4]

다른 작사들은 나비효과가 원자 시스템에서 발견될 수 있다고 의견을 제시했다. 단 이것은 아직 이론일 뿐이다.

주석[편집]

  1. Some Historical Notes: History of Chaos Theory
  2. The Butterfly Effects: Variations on a Meme. 《AP42 ...and everything》. 3 August 2011에 확인.
  3. Woods, Austin (2005). 《Medium-range weather prediction: The European approach; The story of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts》. New York: Springer, 118쪽. ISBN 978-0387269283
  4. Poulin, David. A Rough Guide to Quantum Chaos (PDF).

바깥 고리[편집]