الانماط

الحركة الفوضوية غير المنتظمة

إبتكر علماء الأرصادي مجموعة من المعادلاتِ لوَصْف سلوكِ الغلاف الجوِّي للأرض، كوسيلةٍ للتنبؤ بالنشرة الجوّية. إلا أنهم دُهِشوا حين وَجدوا أنهم حتى إذا بَدأوا من نفس النقطة دائِماًً، فإن المعادلات تُعطي تنبؤاتٍ مُتباعدة في النهاية. مما يعني أنّ المعادلات تصف نظاماُ "فوضوي". وهذا يعني أن خَفَقان أجنحة فراشة في اليابان يُمْكِنُ أَنْ تُؤدّي لتَغَيير مسار إعصارٍ في الكاريبي. وهكذا أَصْبَحتْ رياضيات الفوضى واحدةً من التخصصات الرئيسية.

الدراجة ذات العجلات المربعة

ما الذي يجعلك تفكر في تربيع عجلات سيارتك؟ وما هي المسارات التي ستتخذها للوصل لهدفك؟ هل هناك حفظ للطاقة؟ هذه الاسئلة وغيرها ستجيب عليها معروضة الدراجة مربعة العجلات.

الحركة الفوضوية

 

  • يتحدَّدُ سلوك الأنظمة الفيزيائية كالبندول بمعادلات لا يتغير حَلّها لشروطٍ أولية مُعيّنة.
  • إذا رُفِعَ البندول البسيط، مثلاً، بزاوية مُعَيّنة ثم تُرِكَ للحركة، فإنه يتبع دائماً نفس المسار. حركة البندول هذه منتظمة جداً لدرجة أن الساعات إستندت عليها حتّى عهدٍ قريب.
  • معادلات البندول المستدير أَو البندول المغناطيسي معقّدة جداً. أدنى تغيّر في الشروطِ الأوليةِ لها، يُنْتجُ تغييراتٍ كبيرة في مسارها. أي أنّ سلوكها فوضوي.

كيفَ نَضَع أكبر عدد من البرتقال في صندوق.

  • هذا النمط يُدْعَى "سداسي"، لأن لكُلّ كرة ستّة جيران. وهو نمط ببعدين لأن لَهُ طبقةُ واحدة ويُمْكِن رَسْمُه في مستوى.
  • إكتَشفَ النحلُ هذا النمط منذ زمنٍ طويل وأستخدمه في صُنعِ أقراصِ العسل، ومع أن النتيجةَ صحيحة وبديهية، إلا أن إثْباتها ليس سهلاً.

توزيع چاوس

 

  • إكتشف چاوس في القرن التاسع عشرِ بأنّه عند تكرار التجربةَ مرات كثيرة جداً، فإنّ توزيع النَتائِج حول القيمة المتوسطةِ يُعطى بشكلٍ يشبه الجرس.
  • بالرغم من أن إرتفاعَ وعرض الجرس يَعتمدان على مِقياس الرسم، إلا أنّ كُلّ التجارب تُنتجُ نفس التوزيع " توزيع چاوس "عند تكرارها لمراتٍ عديدة. هذه حقيقةٌ رياضية ولَيست طبيعية، ولا تعتمد على طبيعة التجربة

سَتَجدُ أنّ من المستحيل الحصول على نمطٍ يُكرّرُ نفسه بعد إزاحةٍ جانبية.  رغم ذلك، أثبتَ روجر بِنروز أَنَّ هذا التبليط قَدْ يستمر ليغطي السطح بأكمله