Физопытинтерактивные опыты по физике
19

Двойной маятник

Два маятника запущены почти одинаково: второй отклонён на одну сотую градуса сильнее. Эту разницу нельзя заметить глазом. Подождите полминуты, и маятники будут болтаться совершенно по-разному.

ДВОЙНОЙ МАЯТНИК · ОПЫТ 19 · ШАГ 1/120 с

Почему будущее нельзя предсказать надолго

Расчёт для обоих один и тот же, случайности в программе нет вовсе. Если запустить их абсолютно одинаково, они навсегда останутся неразличимыми. Но стоит сдвинуть один на ничтожную долю градуса, и разница начинает расти: сначала незаметно, потом вдвое за каждые несколько секунд, а через полминуты маятники уже живут каждый своей жизнью.

ОДИНАКОВОЕ НАЧАЛО ПЕРВЫЙ ВТОРОЙ ВРЕМЯ
Разница была незаметной, но она удваивается снова и снова

Такое поведение называют хаосом. Важно, что хаос — это не беспорядок и не случайность. Законы соблюдаются точно, будущее целиком определено настоящим, но чтобы предсказать его надолго, пришлось бы знать начальное положение с бесконечной точностью.

Ползунок разницы показывает, что дело не в её величине. Поставьте одну тысячную градуса вместо сотой: расхождение наступит всего на несколько секунд позже. Выигрыш от точности измерений оказывается ничтожным, и это главное свойство хаоса.

Где это встречается. Поэтому погоду уверенно считают на три дня, с трудом на неделю и никогда на месяц: атмосфера ведёт себя как этот маятник, и крошечная неточность в замерах вырастает в совсем другой прогноз. Эдвард Лоренц заметил это в 1961 году, когда округлил число в расчёте погоды с шести знаков до трёх и получил другую погоду. Отсюда пошло выражение «эффект бабочки».

По той же причине нельзя точно предсказать движение планет на миллиарды лет вперёд, хотя закон тяготения известен. И поэтому же в двойном маятнике не видят поломки: он не сломан, он просто чувствителен.

Другие опыты

01ДелениеКаждый удар рождает новый шар, пока фигура не заполнится 02СлияниеШары склеиваются при ударе, пока не останутся гиганты 03Демон МаксвеллаДверца пускает быстрых вправо, и правая половина нагревается 04ЭпидемияБолезнь передаётся от шара к шару, рядом растёт график 05ДиффузияДва газа смешиваются и обратно уже никогда не разойдутся 06ЭволюцияСущества ищут еду и делятся, а потомки чуть-чуть отличаются 07СтаяТри простых правила, и птицы летят как одна 08ТяготениеТела притягиваются, слипаются и собираются в планеты 09Рост кристаллаЧастицы бродят и прилипают, вырастает узор как иней на стекле 10Доска ГальтонаШары отскакивают наугад, а куча получается ровной горкой 11Давление газаСожмите газ поршнем и посмотрите, что станет с давлением 12Броуновское движениеНевидимые молекулы толкают пылинку, и она пляшет 13Скорости молекулЗапустите всех одинаково — одни разгонятся, другие еле поползут 14ЗамерзаниеОстудите вещество, и частицы сами встанут ровными рядами 15Хищник и жертваВолки едят зайцев, и численность ходит волнами 16СегрегацияНикто не против соседей, а город всё равно разделяется 17ПерколяцияКлетки красятся наугад, и вдруг появляется путь насквозь 18Волна на цепочкеКачните крайний шарик, и по цепочке побежит волна 20Удержи полеИгра: шары делятся при каждом ударе, лопайте их кликом 21ЛункаИгра: наклоняйте поле курсором и загоняйте шары в лунку