نظرية الفوضى ما هي وما تطبيقاتها
جدول المحتويات
ما هي نظرية الفوضى؟
غالبًا ما نستخدم النمذجة في الفيزياء لشرح الحقائق والأحداث، وتعطينا هذه النماذج نتائج رياضية وذات مغزى يمكن قياسها وتطلعيها حول النظام.
في بعض الأحيان قد تكون هذه النتائج مربكة للغاية، والفوضى هو المصطلح المستخدم لوصف السلوك المعقد للظواهر/ النماذج التي نراها أنظمة بسيطة وجيدة التنفيذ.
تظهر هذه السلوكيات الفوضوية/ المعقدة غير منتظمة إلى حد ما وعشوائية تقريبًا عند فحصها لأول مرة.
ولكن عند النظر إليها بعناية، فإنها تحتوي على أدلة ذات مغزى، وهي نظرية تبحث في الأنظمة المعقدة/ الفوضوية وتهدف إلى استخلاص استنتاجات رياضية ذات مغزى عنها.
خلفية نظرية الفوضى
قبل شرح الآليات الكامنة وراء هذه النظرية، دعونا نلقي نظرة على التطور التاريخي لها، يعود ظهور هذه النظرية إلى العصور القديمة جدًا، وأصبحت شائعة في الثلاثين عامًا الماضية.
إذا ذهبنا بالترتيب الزمني، يجب أن نبدأ بإسحاق نيوتن، الذي طرح أولاً القوانين المتعلقة بالديناميات، والتي تدرس موضوع حركة الفيزياء في ستينيات القرن السادس عشر.
شرح نيوتن قوانين الحركة باستخدام المعادلات التفاضلية، ثم قدم "مشكلة الجسدين"، كانت هذه المشكلة تتعلق بالتفاعلات والحركات بين جسدين تحت القوة، نجحت قوانين نيوتن للحركة في تفسير الحركات المستقبلية لهذين الجسمين.
مشكلة الجسمين:
- قدم الفيزيائي وعالم الرياضيات هنري بوانكير مساهمة كبيرة في هذه تطوير النظرية.
- وفقًا لبوانكاريه إنه ليس من الممكن حل هذا تحليليًا؛ لأنه أظهر أن الشروط الأولية لكل كائن في هذا النظام لا يمكن قياسها بالكامل وبدون أخطاء.
- هذه المشكلة الشهيرة سُجلت في التاريخ باسم "مشكلة الأجساد الثلاثة"، بعبارة أخرى أثبت أن هناك التزامًا حساسًا بالشروط الأولية في النظام وأن القياس الكامل لا يمكن إجراؤه بدون أخطاء.
- استخدم بوانكاريه كلمة "فوضى" لأول مرة، واقترح إمكانية نمذجة الأنظمة الفوضوية هندسيًا، وإن لم يكن تحليليًا، وما يسمى بمفاهيم "فضاء الطور"، وظهرت علاقة الحتمية وتأثير الفراشة.
- بين عشرينيات وخمسينيات القرن الماضي، بدأت المذبذبات غير الخطية (البندولات) في العمل في الفيزياء، وظهرت تطبيقاتها في الهندسة والراديو والرادار وتكنولوجيا الليزر.
- ظهرت أجهزة الكمبيوتر في الخمسينيات من القرن الماضي، وبفضل أجهزة الكمبيوتر، تم نقل هذه النماذج إلى بيئة الكمبيوتر وتم تسريع العمليات بشكل كبير.
- أظهر عالم الرياضيات إدوارد لورنز في الستينيات، وأثناء عمله كخبير أرصاد جوية أن تغييرًا طفيفًا في الظروف الأولية للنظام سيكون له عواقب كبيرة وغير متوقعة في تطور النظام، ووجد الفوضى في أنظمة الحمل الحراري (الأرصاد الجوية، توقعات الطقس).
- في عام 1975، أظهر عالم الأحياء روبرت ماي أن هذه النظرية موجودة أيضًا في علم الأحياء، عندما فحص عدد السكان البيولوجي في نظام ما بمرور الوقت، قرر أن الفوضى تحدث في ظل ظروف معينة.
- خلال هذه السنوات، قدم بينوا ماندلبروت مفهوم الفركتل، وهو أمر مهم جدًا للفوضى والفركتلات هي أشكال هندسية تكرر نفسها مع أنماط معينة، وتصغر إلى الأبد.
- عمل عالم الأحياء النظري آرثر وينفري على المذبذبات غير الخطية في علم الأحياء، وقد تم الكشف عن تأثيرات الفوضى في علم الأحياء.
- تحدث ديفيد رويل وفلوريس تاكنز عن تأثير الفوضى فيما نسميه الاضطراب.
- في عام 1978، تحدث ميتشل فيغنباوم عن عالمية الفوضى والسمات المشتركة في الأنظمة الفوضوية، ولقد كان تطورًا مهمًا جدًا للفيزياء الإحصائية.
- في الثمانينيات، لم تجذب هذه النظرية هذا القدر من الاهتمام، لكن في الثمانينيات، أصبحت الفوضى، والأنظمة الديناميكية غير الخطية، والفركتلات شائعة جدًا.
- في التسعينيات، بدأت تطبيقات الفوضى في الهندسة والتكنولوجيا بالانتشار، ظهرت هذه الأنظمة، التي نسميها الأنظمة المعقدة في كل مكان تقريبًا.
- تم استخدام الفوضى على نطاق واسع في مجالات مثل المناخ والأرصاد الجوية والزلازل والاقتصاد وسوق الأوراق المالية والتكنولوجيا وعلم الأعصاب والصحة والشبكات.
الفوضى والحتمية والعشوائية
- نعلم من الفيزياء الكلاسيكية أنه إذا عرفنا موضع الجسم وسرعته وطاقته في أي وقت، فبفضل قوانين نيوتن، يمكننا معرفة موقع وسرعة وطاقة هذا الجسم في أي لحظة في المستقبل.
- هذا ما يجعل قوانين الفيزياء حتمية، كونك حتميًا يعني أن الحدث الذي يحدث هو نتيجة لحدث قبله.
- بمعنى آخر، تعتمد العوامل التي تحدد الحالة الحالية للنظام على التأثيرات السابقة، يمكننا أن نربطه بالماضي حتى نتمكن من استخدامه في المستقبل.
- بمعنى آخر، يمكن تفسير الأحداث التي ستحدث في المستقبل على أنها نتيجة لأحداث في الماضي.
- بهذه الطريقة، يمكننا أن نجد تطور النظام بمرور الوقت، المبدأ الذي يسري أيضًا في الأنظمة الفوضوية هو أن قوانين الفيزياء والأحداث حتمية.
تطبيقات وآليات نظرية الفوضى
- على الرغم من التعقيد الرياضي الذي يراه البعض في هذه النظرية فإنها مدرجة في العديد من التطبيقات مثل الفيزياء والسياسة والعلوم الاجتماعية والإدارية مثل الأعمال والاقتصاد.
- يتم تطبيق هذه النظرية في عالم الإدارة والأعمال منذ وقت ليس ببعيد، ولكن يحدد الخبراء في هذه النظرية بعض القواعد لرجال الأعمال اعتمادًا على عملهم النظري:
- تقترح النظرية أنه من المفيد أكثر للشركات أن تدرس وتتنبأ بالعديد من النتائج المحتملة من ظروف السوق المتغيرة، بدلاً من توقع النتائج المستقبلية على المدى الطويل، وهذا يتطلب عملاً دقيقاً لمعرفة السلوك المستقبلي للأنظمة غير الخطية.
- تذكر النظرية المديرين وأصحاب الأعمال بأن التغييرات الصغيرة في ظروف البداية يمكن أن تؤدي في النهاية إلى عواقب مختلفة للغاية، اعتمادًا على مبدأ قابلية الاقتصادات للتأثر بالظروف الأولية.
- تفترض النظرية بعض التسلسل العشوائي للأحداث، ويمكن أن تساعد دراسة هذا الترتيب الشركات في اتخاذ بعض القرارات على المدى القصير.
- نتيجة دراسة النظرية للأنظمة المعقدة وغير المتوقعة مثل الأسواق المالية، على سبيل المثال، يمكن أن تمكن رجال الأعمال والمديرين من الحصول على رؤية عامة لكيفية مواجهة التغييرات المستقبلية والتعامل معها بشكل أفضل.
لماذا ارتبطت النظرية برسمة الفراشة؟
قال عالم المناخ لورنز أثناء دراسته للفوضى جملته الشهيرة "هل يمكن لحركة أجنحة فراشة في البرازيل أن تثير إعصارًا في ولاية تكساس" وبعدها عُرفت هذه النظرية بتأثير الفراشة.
يبدو لهذا الطرح أن يكون سخيفًا بعض الشيء، وهو أن نربط حركة الفراش بالإعصار، ولكن لم يقصد لورنز المعنى الحرفي، ولكن قصد بها أن التغييرات البسيطة في بعض الحسابات يمكن أن تحدث تغييرات كبيرة وغير متوقعة.
للإستفادة من هذا المقال انسخ الرابط
https://mafahem.com/sl_10283
