Самоорганізована критичність

“Розглянемо безліч електронів або купу піску, відро з рідиною, мережа з пружних пружин, екосистему або спільнота доларів на фондовому ринку, – пише фахівець у галузі математичної фізики Хенрік Йенсен. – Кожна З цих систем складається з багатьох елементів, які взаємодіють між собою за допомогою якогось обміну – силами або інформацією… Чи існує якийсь спрощує механізм, що породжує поведінка, характерна для широко класу систем? “

У 1987 р фізики Пер Бак, Чао Танг і Курт Візенфельд оприлюднили свою концепцію самоорганізованої критичності (СОК) – частково у відповідь на питання такого сорту. СОК часто ілюструється прикладом лавини, що виникає в купі піску. Одна за одною, піщинки падають на купу, поки вона не досягне стаціонарного критичного стану, в якому її крутизна флуктуірует поблизу нікого постійного кута. У цьому стані кожна нова піщинка здатна раптово викликати лавину будь-якого розміру. Хоча деякі чисельні моделі поведінки піску демонструють наявність СОК, поведінку реальних піщаних куп іноді виглядає інакше. У відомому експерименту з рисовою купою (Осло, 1995) самоорганізована критичність спостерігалася для довгастих рисових зерен, а для круглих зерен – ні. Таким чином, СОК може бути чутлива до деталей системи. Коли Сара Грумбахер з колегами використовувала для вивчення лавин крихітні залізні та скляні кульки, СОК була знайдена у всіх випадках.

Самоорганізовану критичність шукали всюди – від геофізики до еволюційної біології, економіки та космології. З нею можуть бути пов’язані багато складні явища, коли малі зміни призводять до раптової ланцюгової реакції в системі. Ключовим елементом СОК є статечні розподілу. Для піщаних куп звідси випливає, що великих лавин буде набагато менше, ніж невеликих. Наприклад, ми можемо очікувати щодня одну лавину з 1000 піщинок, але 100 лавин з 10 піщинок, і т. Д. У найрізноманітніших контекстах складні структури або складну поведінку систем можна описати, користуючись досить простими правилами.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 3.00 out of 5)

Самоорганізована критичність