65 vuotta sitten julkaistiin tarina amerikkalaisen kaunokirjallisuuden Paradise Bradburyn klassikosta “And Thunder Rocked”. Se kuvasi matkaa kaukaiseen menneisyyteen, jossa yksi sankareista mursi vahingossa perhonen. Tämä johti odottamattomiin seurauksiin, jotka muuttivat radikaalisti tulevaisuutta. 1960-luvun alussa Edward Lorenz, nuori avustaja Massachusettsin teknillisen instituutin meteorologian osastolla, sai useita epätavallisia kaavioita. Heidän muoto muistutti perhosen siipiä, ja suuri tieteiskirjailija Lorenz kutsui heti mallin, jonka hän löysi”perhosvaikutukseksi”. Pian siitä tuli universaali käsite, joka selittää monia salaperäisiä ilmiöitä, kun pienet tapahtumat johtavat grandioosiin seurauksiin, kuten taifuunit, laajamittaiset epidemiat tai kolossaalisten jäätiköiden laskeutuminen Antarktikan kupolista.
Pyöreän arvon virheet
Itse asiassa perhosvaikutus on kaukana yksinkertaisesta ideasta, joka on johdettu erittäin monimutkaisesta matemaattisesta kaaostoteoriasta. Kaikki alkoi, kun Lorenz yritti luoda joukon tietokoneohjelmia, jotka pystyivät ennustamaan pitkäaikaisia säämuutoksia. Eräänä päivänä hän ei pyöristänyt tuhansia meteorologisia arvoja, kuten tuulen voimakkuutta, kosteutta ja ilmanpainetta. Yhtäkkiä tämä johti ilmiömäiseen tulokseen. Kävi ilmi, että nämä pienet tietomuutokset muuttivat kokonaan pitkän aikavälin ennusteen.
Edward Lorenz.
Lorenz hioi teoriaansa koko vuosikymmenen ajan, mutta siitä tuli kuuluisa toisen meteorologin päättäväisyyden ansiosta. Vuonna 1972 pidettiin arvostettu kansainvälinen konferenssi, mutta Lorenz ei onnistunut esittämään raportin otsikkoa. Aikaa ei ollut jäljellä ollenkaan, ja tämä teki rohkeasti hänen kollegansa, ja antoi teokselle täysin ei-akateemisen otsikon "Ennustaminen: aiheuttaako perhosläppä Brasiliassa tornadon Texasissa?" Juuri tästä hetkestä lähtien alkoivat kiihkeät keskustelut Lorentzin perhosvaikutuksesta.
Tässä työssä kauan sitten Lorenz yritti todistaa, että pienten ilmakehän poikkeavuuksien kauaskantoiset seuraukset muodostavat kaksi kiehtovaa ongelmaa. Ensinnäkään ei pitäisi kritisoida sääennusteita ja pilkata ennustajia, koska osoittautuu, että on melkein mahdotonta luoda tarkkaa pitkäaikaista sääkarttaa. Toiseksi, monissa prosesseissa on yksinkertaisesti mahdotonta "saada perhonen" ja tunnistaa se käännekohta, joka johtaa todelliseen lopputulokseen.
Yleisesti ottaen monet filosofit ovat hyvin varovaisia "Lorentzin perhosten" suhteen. Loppujen lopuksi, jos joidenkin luonnonilmiöiden pienillä epätarkkuuksilla on niin suuri merkitys, voidaan väittää, että maailmamme on jollain tavalla täysin arvaamaton …
Mainosvideo:
Tornaadon syntymä ja kuolema
Lorenzin kaavioiden mukaan lukemattomat luonnolliset yhteydet eivät voi vain aiheuttaa tornadoa perhonen siipien räpistymisen kanssa, vaan myös sammuttaa hurrikaanin alkuunsa. Siksi, jos joku häiritsee ympäröivää luontoa esimerkiksi häiritsemällä ekologista tasapainoa, niin tuskin koskaan tiedämme varmasti mitä olisi tapahtunut vaihtoehtoisessa skenaariossa "Maa ilman ihmisiä". Ja kaikki tämä johtuu siitä, että kaikkia myöhempiä muutoksia on erittäin vaikea jäljittää ja palauttaa tapahtumien sekvenssi.
Jo elinaikanaan Lorenz totesi surullisesti, että suurin osa hänen ympäröivistä klimatologeista kokee hänen alkuperäiset rakenteensa päinvastoin. Lorentzin teorian tärkein ajatus on, että emme vain pysty helposti jäljittämään merkittävää tapahtumaa ja sen yhteyttä nykyhetkeen. Väittäen, että perhonen siipien räpytys voi aiheuttaa myrskyn, meidän on siirryttävä heti seuraavaan kysymykseen: kuinka voimme vakuuttavasti väittää, että juuri tämä ilmakehän poikkeavuus aiheutti syntymän eikä murskavan tornadon kuoleman?
Osoittautuu, että Lorentzin tutkimus tarjoaa mahdollisuuden tarkastella syy-seuraussuhteiden ongelmaa uudella tavalla, mutta se ei sisällä yksinkertaisia vastauksia tulevaisuuden ennustamiseksi.
Keittiö säämysteerit
Meteorologina Lorenz yritti selittää havaitun ilmiön avulla monia "sääkeittiön" salaisuuksia. Hänen rohkean oletuksensa mukaan. Meksikonlahdella syntyneiden voimakkaiden myrskyjen syynä voi olla pieni säähäiriö Etelä-Atlantilla.
Edward Lorenzin luoma tietokonepohjainen säämalli.
Tutkijan kuoleman jälkeen vuonna 2008 useat Latinalaisen Amerikan sääennustajat yrittivät yhdistää perhonen vaikutuksen hämmästyttävään Tyynenmeren El Niño -ilmiöön. Tämä käsittämättömällä tavalla tämä jaksoittainen ilmakehän poikkeavuus vaikuttaa jotenkin tuhoisien tornadien syntyyn aiheuttaen miljardeja dollareita tappioita Yhdysvaltojen etelävaltioille.
Samaan aikaan monet amerikkalaiset salaliiton teoreetikot ovat yksinkertaisesti varmoja siitä, että he ovat jo pitkään yrittäneet tuoda esiin "sääperhosia", jotka voivat aiheuttaa myrskyjä eri puolilla maailmaa Pentagonin salaisilla koulutusalueilla. Joka tapauksessa tämä voi olla todellinen sulake hypoteettiselle "ilmastoaseelle", josta on viime aikoina puhuttu paljon.
Tärkein parametri tässä on hurrikaanituuli yhtenä ilmakehän fysiikan tutkimusalueista. Tämä tiede on yrittänyt ennustaa ilmapyörteiden liikkeitä etenemisen jo vuosien ajan, mutta se ei silti pysty ennustamaan niiden voimakkuutta ja siten mahdollisen tuhoutumisen laajuutta.
Hurrikaaniyhtälö
Meteorologit ovat vuosineljänneksen vuosisadan ajan työskennelleet ahkerasti luodakseen luotettavat tietokonemallit huonosta säästä. Kompastuskivi tässä on ns hurrikaaniyhtälö, jota ei voida ratkaista sen muodostumismekanismia koskevien klassisten ideoiden perusteella. Voit kuvitella, että voimakas hurrikaani on muodostumassa jonnekin Karibian kaakkoisosassa. Siellä lämpimän ja kostean ilman virtaukset kohtaavat Andien kylmiä tuulia. Vesihöyryn intensiivistä kondensoitumista tapahtuu muodostettaessa paksu pilvikansi. Jos yritämme kuitenkin asettaa kaikki tarvittavat parametrit, emme voi mitenkään määrittää kulkua ja tuulen voimakkuuden kasvua. Erityisesti tuulen arvioitu nopeus on aina paljon pienempi kuin todellisuudessa.
Käynnistetään GPS-anturi.
On hyvin tiedossa, että mitä voimakkaampi tuuli, sitä enemmän aaltoja on veden pinnalla. Tässä aallot toimivat veden pinnan luonnollisena "epätasaisuutena", jota vastaan ilmavirrat "hankaavat". Sillä välin, jos tarkastellaan energian syötteen ja kitkan aiheuttaman absorption välistä tasapainoa, niin käy ilmi, että mitä voimakkaampi tuuli, sitä suurempi tämä absorptio on. Toisin sanoen aaltojen pitäisi sammuttaa tuuli, aivan kuten Strugatsky-veljien kulttisen työn nimissä, mutta todellisuudessa sitä ei tapahdu.
Venäläisten geofysiikkojen hypoteesi
Viime vuosisadan lopulla ryhmä Nizhny Novgorodin Venäjän tiedeakatemian soveltavan fysiikan instituutin epälineaaristen geofysikaalisten prosessien laitoksen työntekijöitä ilmaisi erittäin epätavallisen hypoteesin. Lorentzin teorian periaatteiden perusteella he olettivat, että valtameren pinnan veto paradoksaalisesti vähenee tuulen kasvaessa.
Sitten, vuonna 2003, Gage-lehdessä julkaistiin amerikkalaisen tutkijan Kerry Emmanuelin artikkeli, joka kuvaa samanlaista ilmiötä. Päätelmissään hän luotti pitkän aikavälin tietoihin tuulen nopeudesta trooppisten syklonien sisällä käyttämällä putoavia GPS-koettimia Yhdysvaltain kansallisen valtameren ja ilmakehän hallinnon hirmumyrskyn seurantakeskukselta. Näiden mittausten tulosten yleistyksen perusteella kävi ilmi, että merenpinnan vastuskerroin on huomattavasti pienempi kuin tavanomaisten tuulien laskelmissa saatu arvo.
Venäläiset tutkijat tutkivat "perhosvaikutusta, joka synnyttää hurrikaaneja" ainutlaatuisessa installaatiossa "Suurten geofysikaalisten osien kompleksi", joka koostuu altaan nopeasta tuulen aaltokanavasta. Nykyään tämä kompleksi sisältyy Venäjän kansallisesti tärkeiden laitosten luetteloon.
Verkko "hurrikaaniperhosten" pyydystämiseen
Nižni Novgorodin geofyysikkojen kokeet antoivat uskomattomia tuloksia. Nopean videokameran avulla, joka kuvaa jopa puoli miljoonaa kuvaa sekunnissa, oli mahdollista tallentaa "hurrikaanin perhosten" syntymisen hämmästyttävät prosessit. Siten syntyi ymmärrys hurrikaanituulien esiintymismekanismista myrskyn alkaessa. Kävi selväksi, että tietyssä vaiheessa kasvavan taifuunin ilmavirrat kiirehtivät aaltojen yli, kuten kantosiipialuksella tai kolossaalisella ekranoplanilla. Samanaikaisesti ilmamassa muodostaa "vaahtotyynyn" kiinteistä karitsoista aaltojen yläpuolelle, mikä tasoittaa jännitystä. Tässä tapauksessa ilman virtauskestävyys merenpinnan yli laskee voimakkaasti.
Tutkijat laskivat pisaroita ja ymmärsivät, että löydettiin tehokkain mekanismi roiskeiden tuottamiseksi, mikä muuttaa suuresti kuvaa hurrikaanien esiintymisestä. Aiemmin uskottiin, että roiskeita muodostuu kelluvien kuplojen repeämässä ja niiden määrä on verrattoman pienempi. Kävi ilmi, että jos laskemme Nižni Novgorodin laboratoriokokeen tulokset uudelleen luonnollisista olosuhteista, niin hurrikaanituulien muodostuminen käy selväksi. Tutkijat ymmärsivät, että tuuli on tehokas mekanismi energian virtaamiseksi hirvittävään voimaan, ja tuli lähelle ennustamaan hurrikaanin tuhoavaa kykyä.
"Lorentzin perhosvaikutus" löytyi kuitenkin myös tieteistä, jotka olivat kaukana meteorologiasta.
Rahoituskriisien hyönteiset
Kymmenen vuotta sitten, monet taloudellisen ennusteen faneiden fyysisen seuran harrastajat, Smartmoney, alkoivat tutkia markkinoita "Lorenzin mukaan" ja tarttuivat heti "finanssikriisin perhonen". Osoittautuu, että Sonyn kasvavilla logistiikkaongelmilla voi olla kriittinen vaikutus koko osakkeenomistajien, myyjien ja sijoittajien verkostoon. Näin ilmaantui pahaenteinen ennuste Smartmoney-verkkosivustolle: "Yksi perhonen, tässä tapauksessa japanilainen perhonen, käynnistää kokonaisen kriittisen prosessin globaalissa kumppaniketjussa." Valitettavasti kukaan ei kuunnellut "taloudellisten amatöörien" epätavallista mielipidettä. Ja vuoden 2008 kriisi puhkesi …