Смекни!
smekni.com

Развитие и взаимное влияние математики, философии и искусства (стр. 25 из 32)

Ãëàâà 4

ÏÎÃÐÀÍÈ×ÍÛÅ ÑÒÛ×ÊÈ:
ÕÀÎÑ, ÂÎÇÍÈÊÀÞÙÈÉ ÈÇ ÊÎÍÊÓÐÅÍÖÈÈ

Äëÿ ïîíèìàíèÿ íåëèíåéíûõ ÿâëåíèé áèôóðêàöèîííûé ñöåíàðèé ïðè­îáðåòàåò ôóíäàìåíòàëüíîå çíà÷åíèå. Àíàëèç ïðîöåññà Ôåðõþëüñòà ïðåâðàòèë èäåþ äåòåðìèíèðîâàííîãî õàîñà â âàæíûé ïðåäìåò îáñóæäå­íèÿ è âûÿâèë íåêîòîðûå óíèâåðñàëüíûå ñâîéñòâà ñëîæíûõ äèíàìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ. Óíèâåðñàëüíîñòü ñëåäóåò èñòîëêîâûâàòü ïðàâèëüíî. Êîíå÷­íî, ñóùåñòâóþò è äðóãèå ïóòè ê õàîñó; íà ñàìîì äåëå áûëè îòêðûòû è äðóãèå ñöåíàðèè ñòîëü æå îáùåãî õàðàêòåðà. Ïîíÿòèå óíèâåðñàëüíîñòè îò÷àñòè îòðàæàåò òåíäåíöèþ ôèçèêîâ è ìàòåìàòèêîâ èñïîëüçîâàòü ñëî­âà, çâó÷àùèå ìíîãîçíà÷èòåëüíî.

Íà ñàìîì äåëå îíî îçíà÷àåò, ÷òî íåêîòîðîå ïîâåäåíèå ÿâëÿåòñÿ òèïè÷íûì, è ýòî áîëåå èëè ìåíåå óäèâèòåëüíàÿ íàõîäêà ñðåäè âñåãî ìíîãîîáðàçèÿ ñèñòåì.

Êðàéíå æåëàòåëüíî óñòàíîâèòü ïðèíöèïû, õàðàêòåðèçóþùèå ñîîò­íîøåíèÿ ìåæäó èíäèâèäóàëüíûìè ñöåíàðèÿìè. Áåíóà Á. Ìàíäåëüáðîòó ýòî óäàëîñü ñäåëàòü â 1980 ãîäó, êîãäà îí îáíàðóæèë ìíîæåñòâî, íî­ñÿùåå òåïåðü åãî èìÿ. Ýòî íå ïðîñòî ïðè÷óäëèâàÿ ôèãóðà, êîòîðàÿ êîìó-òî êàæåòñÿ ïðåêðàñíîé, à êîìó-òî áåçîáðàçíîé; ìíîæåñòâî Ìàíäåëüáðîòà âîïëîùàåò â ñåáå áîëåå îáùèé, ÷åì óíèâåðñàëüíîñòü Ôåé­ãåíáàóìà, ïðèíöèï ïåðåõîäà îò ïîðÿäêà ê õàîñó. Çäåñü, êàê ýòî ÷àñ­òî áûâàåò â ìàòåìàòèêå, îáíàðóæèâàåòñÿ ñâÿçü ýñòåòè÷åñêîé ïðèâëå­êàòåëüíîñòè ñ ôóíäàìåíòàëüíûì çíà÷åíèåì.

Èäåÿ, èñïîëüçîâàííàÿ Ìàíäåëüáðîòîì, ñîñòîÿëà â òîì, ÷òîáû âìåñòî äåéñòâèòåëüíûõ ÷èñåë ðàññìîòðåòü êîìïëåêñíûå è íàáëþäàòü ïðîöåññ

... íå íà ïðÿìîé, à â ïëîñêîñòè. Äàæå ÷åëîâåêó, íå çíà­êîìîìó ñ êîìïëåêñíûìè ÷èñëàìè, íå ñëîæíî ïîíÿòü ñóòü ýòîãî ïðîöåññà: äîñòà­òî÷íî ëèøü ïðåäñòàâèòü ñåáå, ÷òî ïðàâèëî
óêàçûâàåò, êóäà äîëæíà ïåðåìåñòèòüñÿ òî÷êà â ïëîñêîñòè, à íå íà ïðÿìîé. Êîíêðåòíûé âèä ïðàâèëà íå ÿâëÿåòñÿ ñóùåñòâåííûì, ïîñêîëüêó, êàê ìû óâèäèì, ðàçëè÷íûå ïðàâèëà ìîãóò ïîðîæäàòü òî æå ñàìîå ìíîæåñòâî Ìàí­äåëüáðîòà. Áîëåå âàæíûì ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ïåðåõîä îò ïîðÿäêà ê õàî­ñó îïèñûâàåòñÿ ñ áîëåå îáùåé òî÷êè çðåíèÿ.  öåíòðå âíèìàíèÿ îêà­çàëàñü ïðèðîäà ãðàíèö ìåæäó ðàçëè÷íûìè îáëàñòÿìè. Ìîæíî ïðåäñòà­âèòü ñåáå öåíòðû - àòòðàêòîðû - êîòîðûå âåäóò áîðüáó çà âëèÿíèå íà ïëîñêîñòè; ëþáàÿ íà÷àëüíàÿ òî÷êà
ëèáî â òå÷åíèå ïðîöåññà ïðèõî­äèò ê òîìó èëè äðóãîìó öåíòðó, ëèáî ëåæèò íà ãðàíèöå è íå ìîæåò ïðèíÿòü îïðåäåëåííîå ðåøåíèå. Ñ èçìåíåíèåì ïàðàìåòðà èçìåíÿþòñÿ è îáëàñòè, ïðèíàäëåæàùèå àòòðàêòîðàì, à âìåñòå ñ íèìè è ãðàíèöû. Ìî­æåò ñëó÷èòüñÿ, ÷òî ãðàíèöà ïðåâðàòèòñÿ â ïûëü, è òàêîé ðàñïàä ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îäèí èç íàèáîëåå âàæíûõ ñöåíàðèåâ.

Ïðîöåññ Ìàíäåëüáðîòà ìàòåìàòè÷åñêè ýêâèâàëåíòåí ïðîöåññó Ôåð­õþëüñòà. Ôîðìóëà òàêàÿ æå ïðîñòàÿ:

Âûáðàâ ïðîèçâîëüíîå ÷èñëî

, âîçâåäåì åãî â êâàäðàò è ïðèáà­âèì êîíñòàíòó ñ äëÿ òîãî, ÷òîáû ïîëó÷èòü
; çàòåì ïîâòîðèì âû÷èñ­ëåíèÿ äëÿ òîãî, ÷òîáû ïîëó÷èòü
è ò. ä. Ýòî ïîä ñèëó êàæ­äîìó. Íî íèêòî íå îæèäàë, ÷òî â òàêîì èòåðèðîâàíèè ìîæåò ñêðû­âàòüñÿ ñòîëüêî çàãàäî÷íîé êðàñîòû.