Doğum |
23 Mayıs 1917 Batı Hartford |
---|---|
Ölüm |
16 Nisan 2008(90 yaşında) Cambridge |
Ana dilde isim | Edward Norton Lorenz |
milliyet | Amerikan |
Eğitim |
Dartmouth Koleji Harvard Üniversitesi Massachusetts Teknoloji Enstitüsü |
Aktiviteler | Matematikçi , meteorolog , üniversite profesörü |
İçin çalıştı | Massachusetts Teknoloji Enstitüsü |
---|---|
Alanlar | Matematik , Meteoroloji |
Üyesi |
Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi Rusya Bilimler Akademisi Amerikan Bilimler Akademisi (1975) Kraliyet Cemiyeti (1990) |
Fikir ayrılığı | İkinci dünya savaşı |
süpervizör | James Murdoch Austin ( içinde ) |
Ödüller |
Edward Lorenz bir olan Amerikalı bilim adamı , doğdu23 Mayıs 1917içinde West Hartford ( Connecticut ) ve ölen16 Nisan 2008içinde Cambridge ( Massachusetts ).
Hava durumu tahminlerinin güvenilirliğini değerlendirmeye çalışırken, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden Edward Lorenz 1963'te üç boyutlu doğrusal olmayan dinamik bir sistem, yani üç adi diferansiyel denklem ile periyodik olmayan davranışın elde edilebileceğini keşfetti . Bunun için, bir Rayleigh-Bénard konveksiyonundaki bir akışkanın hareketini yöneten ve bir yıl önce Barry Satzmann tarafından önerilen yedi denklemden oluşan bir sistemden yola çıkan Lorenz, mümkün olan en iyi modeli daha basit hale getirmek için bunlardan sadece üçünü tuttu. Böylece çok basit bir dinamik sistemin başlangıç koşullarına çok duyarlı periyodik olmayan çözümler üretebileceğini gösterir. Özellikle, bir haftadan biraz daha kısa bir süre içinde meteorolojik tahminlerin sınırının kökeninin, atmosfer hareketlerinde, bu durumda konveksiyonda yer alan fiziksel fenomenlerin içsel bir özelliği ile bağlantılı olduğunu fark eder.
Bunun için Lorenz , dinamik sistemlerin incelenmesi için Henri Poincaré tarafından kurulan programı kullanır , yani bu diferansiyel denklemlerin çözümlerini incelemek için, durumlar uzayında (bazen uzay fazları olarak adlandırılır) bir yörüngeyi temsil eder. Bunu yapmak için Poincaré'nin sahip olmadığı bir araçtan yararlanır: bilgisayar! Başlangıç koşullarına duyarlılık, aslında sonradan kaotik olarak nitelendirilecek olan periyodik olmayan çözümlerin kararsızlığıyla ortaya çıkar.
Birkaç yıl sonra, 1972'de Edward Lorenz, atmosferik hareketlerin başlangıç koşullarına aşırı duyarlılığı açıkladığı ve uzun vadeli meteoroloji (bir hafta!) tahmini olasılığını büyük ölçüde etkilediği bir konferans verdi. American Association for the Advancement of Science'ın 139. Kongresi'ndeki sunumunun başlığı yerindeydi: " Brezilya'da Kelebek Vurmak Teksas'ta Tornado Başlatabilir mi?" Gök mekaniği üzerine yaptığı çalışmada Henri Poincaré , homoklinik yörüngeler olarak adlandırdığı başlangıç koşullarına duyarlı periyodik olmayan çözümleri zaten gözlemlemişti. Poincaré , popüler bilim ve yöntem kitabında , başlangıç koşullarına olan bu duyarlılık ile meteorolojik tahminler arasında bir bağlantı kurmuştur.
Bilgisayarların popülerleşmesi ve Lorenz çekicisini garip bir çekici örneği olarak gören David Ruelle'nin katkısıyla, sonuçlar farklı alanlardan bilim adamları, meteorologlar, matematikçiler, gökbilimciler, fizikçiler tarafından geniş çapta ele alındı. biyologlar vb. 2004 yılında meteorolojiye yaptığı katkılardan dolayı Buys Oy pusulası madalyası aldı .
Kendisini anlattığı gibi, Lorenz nihayet sayısal olarak ilk koşullara karşı duyarlılığı tesadüfen gösterdi. O sırada Lorenz, Royal McBee LGP-300 (tr) adlı bir analog bilgisayar kullanıyordu . Bu bilgisayar, hesaplamalarını altı anlamlı basamakla gerçekleştirdi, ancak sonuçlarını yalnızca üç basamakla yazdırdı. Eskiden uzun saatler süren bir simülasyon şimdi bir saniyeden daha kısa sürüyor. Düzenli olarak, baştan başlamak yerine, bilgisayarın altı ile hesapladığı üç basamaklı sayılarla belirlenen sisteminin bir durumundan yeniden başlardı. Böylece, periyodik olmayan bir çözümün hesaplanmasının yeniden başlatılması sırasında, çok kısa vadede, çözümün yaklaşık olarak ilk simülasyonu izlediğini, ancak hızlı bir şekilde iki çözümün tamamen ilişkisiz hale geldiğini fark etti. Birkaç kontrolden sonra Lorenz, iki hesaplama arasındaki tutarsızlığın kaynağının, ikinci hesaplama için erişiminin olmadığı üç önemli basamaktan geldiğini anlıyor. Başlangıç koşullarına duyarlılık, diğer bir deyişle küçük hataların üstel olarak büyütülmesi, dijital deneylerde yeni gözlemlenmişti.
1971'de David Ruelle ve Floris Takens türbülans teorisine bir alternatif önerdiler: Onlara göre ve Lev Landau ve Eberhard Hopf'un teorilerinin aksine, düşük boyutlu bir dinamik sistem, türbülans teorisine benzer özelliklere sahip çözümler üretmek için yeterli olabilir. türbülans. Türbülans, makalelerinde çok kısa ve öz bir şekilde açıklanan bir nesne olan tuhaf bir çekici olarak düşünülüyordu . Birkaç yıl sonra, David Ruelle, Lorenz'in makalesini okuduğunda, Lorenz tarafından temsil edilen figürde tuhaf bir çekicinin güzel bir örneğini gördü. Daha sonra Lorenz'in makalesini hidrodinamikçilere duyurdu.
Poincare tarafından diferansiyel denklemlerin çözümlerini incelemek için tanıtılan kavramlar Lorenz tarafından zekice ele alındı: kaos teorisi ortaya çıkıyordu.