V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
skutečných
systémech mnoha těles, řídících navíc nejen zákony klasické, ale kvantové mechaniky,
pozorujeme, sebemenší nejistota určení stavu systému daném časovém okamžiku zpravidla
vede naprosté ztrátě možnosti přesně stanovit jeho stav poměrně krátkém časovém období.
Teprve souboru velkého počtu částic radioaktivních jader objevují přesné statistické
pravidelnosti.
Kvantová fyzika navíc ukazuje, mikroměřítcích prostoru času příroda skutečně a
principiálně řízena náhodou.
Ljapunovova nestabilita
Výpočty počítačové simulace ukazují, takových nestabilních systémů malá změna počátečních podmínek
způsobí, původně blízké trajektorie časem sebe exponenciálně rozbíhají: δo.10. Analýza chování systémů posledních letech
však ukázala některá překvapující zjištění.t.
V klasické fyzice donedávna předpokládalo, jednoduché systémy chovají jednoduše že
tedy každé složité chování musí mít "složité příčiny"..
Malé rozdíly počátečních podmínkách mohou vyvolat velké změny výsledných jevech. Vysoká hodnota tohoto času
vysvětluje neobyčejnou přesnost astronomických předpovědí pohybů planet časových horizontech stovky a
tisíce let.. Ljapunovovým časem 1/λ, který systém odchýlí 2,7-krát
(tímto faktorem zvětší každá počáteční odchylka); parametr 1/TL někdy nazývá Ljapunovův exponent. to, zda určitá elementární částice radioaktivní jádro v
daném okamžiku rozpadne nerozpadne, čistě náhodná záležitost; mezi jádrem které má
vzápětí rozpadnout tím které nikoli (nebo dlouhou dobu) nelze nalézt vůbec žádný rozdíl. zase některé složité systémy mohou chovat překvapivě jednoduše
- např.
Ukazuje tedy, deterministická představa funguje jen nejjednodušších idealizovaných
případech determinismus můžeme uvažovat jen principu", nikoli praxi. Vzniká ostatně principiální otázka, odkud tyto statistické pravidelnosti pocházejí;
jsou snad stopami nějakého skrytého determinismu fundamentálnější úrovni? Kvantová fyzika
to rezolutně popírá. Pro vnitřní
planety Sluneční soustavy (mimo Merkur) Ljapunovův čas odhaduje 5. Např.asučUllmann V. Systém po
uplynutí dostatečně dlouhého času nakonec stává chaotickým.106let.cz/Gravitace3-3. Oběžné dráhy
planet vzájemně ovlivňují gravitačními poruchami symetrie Keplerových orbit zvolna porušuje. rámci této nové teorie chaosu
http://astronuklfyzika.e−λ. Míru lineární stability nestability "chaotičnosti"
takového systému lze charakterizovat tzv.
*) tuto nestabilitu indeterminismus chování složitých systémů často narážejí meteorologové při snaze o
dlouhodobější předpověď počasí (která zpravidla nedaří). Jinak
řečeno, téměř totožné stavy přítomnosti mohou vyvíjet velmi odlišným budoucnostem -
jakákoli předpověď stává nemožnou, jev efektivně stává náhodným; mluvíme chaotickém
chování systému *).
Je zajímavé, takové zdánlivě stabilní systémy jako Sluneční soustava jsou patrně chaotické.: Geometrie topologie prostoro
a naší lidské "svobody vůle". důsledku autoregulačních synergických mechanismů. totiž chování jednoduchých systémů může být velmi
složité, zdánlivě chaotické.htm (16 25) [15. časových intervalech stovky miliónů miliard let však chaotičnost drah planet projevila již
rozhodujícím způsobem; některá planet mohla dokonce vázaný systém sluneční soustavy opustit.2008 12:14:14]
. Označují metaforicky jako "efekt motýlího křídla" -
že totiž pouhé mávnutí motýlího křídla, způsobícího nepatrné zvíření vzduchu třebas Evropě, může čase
"vyvolat" vznik bouře cyklonu druhé straně Země Americe Austrálii
