Теория хаоса

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Декабря 2010 в 08:17, реферат

Описание работы

Теория хаоса, ее положение в современной науке, историческое развитие, инструменты теории. "Эффект бабочки". Свойства хаотических аттракторов. Фрактал, бифуркация. Динамический хаос как заключительное состояние эволюционирующих физических систем.

Содержание работы

ВВЕДЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ХАОСА
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ХАОСА В РЕАЛЬНОМ МИРЕ
БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
ДВИЖЕНИЕ БИЛЛИАРДНОГО ШАРИКА
ИНТЕГРАЦИЯ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ ФРАКТАЛОВ И ХАОС

Файлы: 1 файл

Теория хаоса..doc

— 197.00 Кб (Скачать файл)
 
 
 
 
 
 
 
 
  1. ИНТЕГРАЦИЯ  ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ  ФРАКТАЛОВ И ХАОС
 
 
 
 
  Из рассмотренных  примеров детерминистских фракталов  можно увидеть, что они не проявляют  никакого хаотического поведения и  что они на самом деле очень  даже предсказуемы. Как известно, теория хаоса использует фрактал для  того, чтобы воссоздать или найти  закономерности с целью предсказания поведения многих систем в природе, таких как, например, проблема миграции птиц.  
 
 
 
 
 
 
  Теперь давайте  посмотрим, как это в действительности происходит. Используя фрактал, называемый Деревом Пифагора, не рассматриваемого здесь (который, кстати, не изобретен Пифагором и никак не связан с теоремой Пифагора) и Броуновского движения (которое хаотично), давайте, попытаемся сделать имитацию реального дерева. Упорядочение листьев и веток на дереве довольно сложно и случайно и, вероятно не является чем-то достаточно простым, что может эмулировать короткая программа из 12 строк.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис 6.
 
Для начала нужно сгенерировать Дерево Пифагора (слева). Результат напоминает те старые детсадовские рисунки… Так что давайте, сделаем ствол толще. На этой стадии Броуновское движение не используется. Вместо этого, каждый отрезок линии теперь стал линией симметрии прямоугольника, который становится стволом, и веток снаружи.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис 7.
 
Но результат  все еще выглядит слишком формальным и упорядоченным. Дерево еще не смотрится  как живое. Попробуем применить  некоторые из тех знаний в области детерминированных фракталов, которые мы только что приобрели.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис 8.
 
Теперь  можно использовать Броуновское  движение для создания некоторой случайной беспорядочности, которая изменяет числа, округляя их до двух разрядов. В оригинале были использованы 39 разрядные десятичные числа. Результат (слева) не выглядит как дерево. Вместо этого, он выглядит как хитроумный рыболовный крючок!
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис 9.
 
Может быть округление до 2 разрядов было слишком  уж много? Снова применяем Броуновское  движение, округленное на этот раз  до 7 разрядов. Результат по-прежнему выглядит как рыболовный крючок, но на этот раз в форме логарифмической спирали!
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис 10.
 
Так как  левая сторона (содержащая все нечетные числа) не производит эффект крючка, случайные беспорядочности, произведенные Броуновским движением применяются дважды ко всем числам с левой стороны и только один раз к числам справа. Может быть этого будет достаточно чтобы исключить или уменьшить эффект логарифмической спирали. Итак, числа округляются до 24 разрядов. На этот раз, результат — приятно выглядящая компьютеризированная хаотическая эмуляция реального дерева.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Информация о работе Теория хаоса