18 апреля в Информационном центре по атомной энергии состоялась публичная лекция кандидата физико-математических наук, доцента факультета нелинейных процессов Саратовского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского Алексея Владимировича Савина «Что такой динамический хаос и кому он нужен?».

Оказывается, очень простые системы могут демонстрировать странное, на первый взгляд, поведение, предсказать которое на достаточно большой интервал времени принципиально невозможно. Что это за системы и какая может быть от них польза? Этим вопросам и была посвящена лекция молодого ученого. В процессе лекции школьники познакомились с понятиями: «динамические системы» и «нелинейность», «Лаплассовский детерминизм» и «система Лоренца», «эффект бабочки» и «динамический хаос». Разобрались в сути явления «динамический хаос», которое рассматривается в теории динамических систем. Это явление, при котором поведение нелинейной системы выглядит случайным, несмотря на то, что оно определяется детерминистическими законами. Обсудили существенное отличие хаоса как предмета научного изучения в синергетике от хаоса в обыденном смысле.

«Причиной появления хаоса является неустойчивость (чувствительность) по отношению к начальным условиям и параметрам: малое изменение начального условия со временем приводит к сколь угодно большим изменениям динамики системы»,- раскрыл школьникам первопричину рассматриваемого явления специалист. «Так как начальное состояние физической системы не может быть задано абсолютно точно (например, из-за ограничений измерительных инструментов), то всегда необходимо рассматривать некоторую (пусть и очень маленькую) область начальных условий. Ошибка (сколь угодно малая) в начальных условиях приводит к резкому увеличению ошибки прогноза за сравнительно небольшое время, делая прогноз фактически невозможным».

В процессе лекции школьники узнали об исследованиях таких знаменитых ученых-физиков, как Борис Валерианович Чириков, Георгий Моисеевич Заславский, Джон Брайан Тэйлор.

Были рассмотрены основные вопросы теоретической нелинейной динамики: Как происходит переход от регулярного поведения к хаотическому? Что происходит в хаотическом режиме и как это исследовать? Есть ли закономерности в хаосе?

Учащихся поразила широта явлений и процессов, где встречается «динамический хаос»: это и гидродинамика (турбулентные течения), и устройства СВЧ (лампы обратной волны и лампы бегущей волны), и лазеры, и… популяционная биология.

«Какая же польза от теории нелинейной динамики? Где это можно применить?», — прозвучали резонные вопросы в завершении лекции. «Подавление хаоса (управление хаосом), возвращение систем в нормальный режим путем малых воздействий, генерация сверхширокополосных сигналов, связь на малых расстояниях (беспроводная техника), системы скрытой передачи информации, биология и медицина (ЭКГ, ЭЭГ), метеорология, геофизика (сейсморазведка) и многое другое», — ответил на вопросы Алексей Владимирович.

«Основной результат своей лекции я вижу в том, что ряд школьников заинтересовался рассматриваемыми вопросами, им не было скучно, они хотели бы узнать больше. А цель подобных лекций — побудить интерес к науке, сделать так, чтобы наукой и технологиями профессионально интересовались как можно больше молодых людей. И эта цель сегодня была достигнута», — поделился своими впечатлениями с сотрудниками Информационного центра лектор.

Презентация