Хаос

Поняття хаосу, або безладу, називають одним з найбільш важливих досягнень науки XX століття. Пов’язані з хаосом явища, такі, як «дивні атрактори» або «фрактальна розмірність», докорінно змінили погляд вчених на природу Всесвіту.

Здавалося б, якщо система детермінована, тобто не містить випадкових елементів, то неважко передбачити її стан в той чи інший момент часу. Але це не зовсім так. Доведено, що навіть прості, абсолютно детерміновані процеси можуть призвести до дуже складним, позірним випадковими флуктуаціями. Це називається детермінованим хаосом.

Основна риса хаосу – детермінованого або якого-небудь іншого – це крайня «чутливість до початкових умов»; іншими словами, самі незначні відмінності в початкових умовах збільшуються з усе більшою швидкістю, приводячи до абсолютно різних лініях розвитку. Це означає, що, хоча хаотичні системи і є передбачуваними протягом короткого періоду часу (як, наприклад, погода), вони стають все більш непередбачуваними на зростаючих відрізках часу (на відміну від абсолютно випадкових систем, які однаково непередбачувані на будь-яких відрізках часу).

У разі простої моделі залежності росту популяції від чисельності в міру збільшення числа вижив потомства, виробленого кожним індивідом, поведінка популяції змінюється від стабільної рівноваги до періодичних циклів, а потім, при дуже високих показниках зростання, переходить в стан хаосу. Але навіть і тоді розмір популяції залишається обмеженим (стабільним) – він не продовжує рости до безкінечності або не зменшується до нуля, – хоча всередині цих кордонів поведінку популяції у великій мірі непередбачувано.

Динаміку хаосу вивчали в спрощених лабораторних умовах на прикладі одного виду. Але яку роль детермінований хаос грає у вищій мірі мінливих природних умовах, де багато сторонніх впливів? Ясні дані про хаос в природних умовах відсутні. Це не означає, що такого явища немає, або що воно не грає важливої ​​ролі, просто в реальних умовах детермінований хаос нелегко відрізнити від флуктуацій популяції, викликаних мінливістю навколишнього середовища, не пов’язаної з щільністю популяції.

Посилання на основну публікацію