65 tahun yang lalu, kisah klasik fiksyen Amerika Paradise Bradbury "And Thunder Rocked" dilancarkan. Ini menggambarkan perjalanan ke masa lalu, di mana salah satu pahlawan secara tidak sengaja menghancurkan kupu-kupu. Ini membawa kepada akibat yang tidak dapat diramalkan, mengubah masa depan secara radikal. Pada awal 1960-an, Edward Lorenz, seorang pembantu muda di Jabatan Meteorologi Institut Teknologi Massachusetts, menerima sejumlah gambar rajah yang tidak biasa. Bentuk mereka menyerupai sayap kupu-kupu, dan penggemar fiksyen ilmiah Lorenz segera memanggil pola yang dia temukan "kesan kupu-kupu". Tidak lama kemudian, ia menjadi konsep universal yang menjelaskan banyak fenomena misteri, ketika peristiwa kecil membawa kepada akibat yang besar seperti taufan, wabak skala besar atau keturunan glasier kolosal dari kubah Antartika.
Kesalahan nilai bulat
Sebenarnya, kesan rama-rama jauh dari idea sederhana yang berasal dari teori kekacauan matematik yang sangat kompleks. Semuanya bermula ketika Lorenz berusaha membuat satu set program komputer yang dapat meramalkan perubahan cuaca jangka panjang. Pada suatu hari, dia tidak membulatkan seperseribu nilai meteorologi seperti kekuatan angin, kelembapan dan tekanan atmosfera. Tiba-tiba ini membawa kepada hasil yang luar biasa. Ternyata perubahan data kecil ini mengubah ramalan jangka panjang sepenuhnya.
Edward Lorenz.
Selama satu dekad, Lorenz menyempurnakan teorinya, tetapi menjadi terkenal berkat tekad ahli meteorologi lain. Pada tahun 1972, sebuah persidangan antarabangsa yang berprestij diadakan, tetapi Lorenz tidak berjaya menyampaikan tajuk laporan tersebut. Tidak ada waktu yang tersisa sama sekali, dan ini dilakukan oleh rakannya dengan berani, yang memberikan karya ini tajuk yang bukan akademik sepenuhnya "Ramalan: Adakah kepak rama-rama di Brazil akan menyebabkan puting beliung di Texas?" Dari saat inilah perbincangan hangat bermula mengenai kesan kupu-kupu Lorentz.
Dalam karya awal itu, Lorenz berusaha membuktikan bahawa akibat besar dari anomali atmosfera kecil merupakan dua masalah menarik. Pertama, anda tidak boleh mengkritik ramalan cuaca dan peramal palsu, kerana hampir tidak mungkin membuat peta cuaca jangka panjang yang tepat. Kedua, dalam banyak proses, mustahil untuk "menangkap rama-rama" dan mengenal pasti titik perubahan yang membawa kepada hasil akhir yang nyata.
Secara umum, banyak ahli falsafah sangat berhati-hati dengan "rama-rama Lorentz". bagaimanapun, jika ketidaktepatan kecil dalam beberapa fenomena semula jadi sangat penting, maka dapat dikatakan bahawa dunia kita agak tidak dapat diramalkan …
Video promosi:
Kelahiran dan kematian puting beliung
Menurut carta Lorenz, interkoneksi semula jadi yang tidak terhitung jumlahnya tidak hanya dapat menyebabkan puting beliung dengan kepak sayap kupu-kupu, tetapi juga memadamkan taufan di tunas. Oleh itu, jika seseorang mengganggu alam sekitarnya, misalnya, mengganggu keseimbangan ekologi, maka kita hampir tidak akan tahu pasti apa yang akan berlaku dalam senario alternatif "Bumi tanpa manusia". Dan semua ini adalah kerana semua perubahan berikutnya sangat sukar untuk dikesan dan mengembalikan urutan peristiwa.
Walaupun sepanjang hayatnya, Lorenz dengan sedih menyatakan bahawa kebanyakan ahli klimatologi di sekelilingnya melihat pembinaan asalnya sebaliknya. Pemikiran yang paling penting dalam teori Lorentz adalah bahawa kita tidak dapat dengan mudah mengesan peristiwa penting dan kaitannya dengan masa kini. Menegaskan bahawa kepak sayap rama-rama dapat menyebabkan ribut, kita harus segera beralih ke soalan seterusnya: bagaimana kita dengan yakin dapat menegaskan bahawa anomali atmosfera inilah yang menyebabkan kelahiran, dan bukan kematian tornado yang menghancurkan?
Ternyata penyelidikan Lorentz memberi peluang untuk melihat masalah hubungan sebab-akibat dengan cara yang baru, tetapi tidak mengandungi jawapan sederhana untuk meramalkan masa depan.
Misteri Cuaca Dapur
Sebagai ahli meteorologi, Lorenz cuba menjelaskan banyak misteri "dapur cuaca" dengan bantuan fenomena yang ditemuinya. Menurut anggapannya yang berani. penyebab ribut paling kuat yang dilahirkan di Teluk Mexico mungkin merupakan anomali cuaca kecil di Atlantik Selatan.
Model cuaca komputer yang dibuat oleh Edward Lorenz.
Selepas kematian saintis pada tahun 2008, sejumlah peramal cuaca Amerika Latin cuba menghubungkan kesan rama-rama dengan fenomena Pacific El Niño yang menakjubkan. Dengan cara yang tidak dapat difahami, anomali atmosfera berkala ini mempengaruhi kelahiran angin puting beliung yang dahsyat, menyebabkan kerugian berbilion-bilion dolar ke negara-negara selatan Amerika Syarikat.
Pada masa yang sama, banyak ahli teori konspirasi Amerika yakin bahawa mereka telah lama berusaha mengeluarkan "rama-rama cuaca" yang boleh menyebabkan ribut di berbagai belahan dunia di tempat latihan rahsia Pentagon. Walau apa pun, ini mungkin sekering sebenar untuk "senjata iklim" hipotesis yang telah banyak diperkatakan sejak kebelakangan ini.
Parameter utama di sini adalah angin taufan sebagai salah satu bidang penyelidikan dalam fizik atmosfera. Ilmu ini telah berusaha untuk meramalkan lintasan pergerakan pusaran udara selama bertahun-tahun, tetapi masih belum dapat meramalkan kekuatannya, dan oleh itu skala kemungkinan pemusnahan.
Persamaan taufan
Selama seperempat abad, ahli meteorologi telah bekerja keras untuk membuat model komputer yang buruk dalam cuaca buruk. Kekalahan di sini adalah persamaan taufan yang tidak dapat diselesaikan berdasarkan idea klasik mengenai mekanisme pembentukannya. Anda dapat membayangkan bahawa taufan kuat terbentuk di suatu tempat di Caribbean tenggara. Di sana, aliran udara hangat dan lembap memenuhi angin sejuk dari Andes. Pemeluwapan wap air yang intensif berlaku dengan pembentukan penutup awan tebal. Namun, jika kita berusaha untuk menetapkan semua parameter yang diperlukan, kita tidak akan dapat menentukan jalan dan peningkatan kekuatan angin. Khususnya, anggaran kelajuan angin akan jauh lebih rendah daripada pada kenyataannya.
Melancarkan probe GPS.
Sudah diketahui bahawa semakin kuat angin, semakin banyak gelombang di permukaan air. Gelombang di sini bertindak sebagai "kekasaran" semula jadi permukaan air, yang melawan arus udara "menggosok". Sementara itu, jika kita mempertimbangkan keseimbangan antara input tenaga dan penyerapannya kerana geseran, ternyata semakin kuat angin, semakin besar penyerapan ini. Artinya, ombak harus memadamkan angin, seperti dalam nama karya kultus saudara-saudara Strugatsky, tetapi pada kenyataannya ini tidak berlaku.
Hipotesis ahli geofizik Rusia
Pada akhir abad yang lalu, sekumpulan pekerja Jabatan Proses Geofizik Nonlinear Institut Fizik Akademi Sains Rusia dari Nizhny Novgorod mengemukakan hipotesis yang sangat luar biasa. Berdasarkan prinsip teori Lorentz, mereka membuat hipotesis bahawa seretan permukaan laut menurun secara paradoks ketika angin meningkat.
Kemudian, pada tahun 2003, sebuah artikel oleh pengkaji Amerika Kerry Emmanuel diterbitkan di majalah Gage, yang menggambarkan fenomena yang serupa. Dalam kesimpulannya, dia bergantung pada data jangka panjang mengenai kelajuan angin di dalam siklon tropika dengan menggunakan probe GPS yang jatuh dari Pusat Pemerhatian Taufan Lautan dan Atmosfera Nasional AS. Berdasarkan generalisasi hasil pengukuran ini, ternyata koefisien rintangan permukaan laut jauh lebih rendah daripada nilai yang diperoleh dalam pengiraan angin konvensional.
Para saintis Rusia sedang menyiasat "kesan rama-rama yang menghasilkan taufan" pada pemasangan unik "Kompleks pendirian geofizik berskala besar", yang terdiri daripada lembangan dengan saluran gelombang angin berkelajuan tinggi. Hari ini kompleks ini termasuk dalam senarai pemasangan kepentingan nasional di Rusia.
Bersih untuk menangkap "rama-rama taufan"
Eksperimen ahli geofizik Nizhny Novgorod memberikan hasil yang luar biasa. Dengan bantuan penggambaran kamera video berkelajuan tinggi hingga setengah juta bingkai sesaat, adalah mungkin untuk merakam proses menakjubkan kelahiran "rama-rama taufan". Ini adalah bagaimana pemahaman mengenai mekanisme kejadian angin ribut ketika permulaan ribut muncul. Menjadi jelas bahawa pada tahap tertentu, arus udara dari taufan yang tumbuh melaju di atas ombak, seperti glider hidrofoil atau ekranoplan kolosal. Pada masa yang sama, jisim udara membentuk "bantal busa" domba padat di atas ombak, yang melancarkan kegembiraan. Dalam kes ini, rintangan terhadap udara mengalir di permukaan laut turun dengan mendadak.
Para saintis mengira titisan air dan menyedari bahawa mekanisme paling berkesan untuk menghasilkan percikan ditemui, yang sangat mengubah gambaran kejadian taufan. Sebelum ini, dipercayai bahawa percikan terbentuk pada pecahnya gelembung terapung dan jumlahnya jauh lebih kecil. Ternyata jika kita menghitung semula hasil eksperimen makmal Nizhny Novgorod untuk keadaan semula jadi, maka pembentukan angin ribut menjadi jelas. Para saintis telah menyedari bahawa angin adalah mekanisme yang berkesan untuk aliran tenaga ke dalam kekuatan raksasa, dan telah hampir meramalkan kemampuan badai yang merosakkan.
Walau bagaimanapun, "kesan kupu-kupu Lorentz" juga terdapat dalam sains yang sangat jauh dari meteorologi.
Serangga krisis kewangan
Satu dekad yang lalu, beberapa peminat dari kelab maya peminat ramalan kewangan Smartmoney mula meneliti pasaran "menurut Lorenz" dan segera menangkap "rama-rama krisis kewangan". Ternyata masalah logistik Sony yang semakin meningkat boleh memberi kesan kritikal kepada seluruh rangkaian pemegang saham, penjual dan pelabur. Ini adalah bagaimana ramalan buruk muncul di laman web Smartmoney: "Satu rama-rama, dalam hal ini rama-rama Jepun, melancarkan keseluruhan proses kritikal dalam rangkaian rakan kongsi global." Malangnya, tidak ada yang mendengar pendapat "amatur ekonomi" yang luar biasa. Dan krisis 2008 meletus …
