Kelebek Etkisi Nedir? Hava Durumu Tahminleri Uzun Dönemde Neden Tutmuyor?

Bu içerik Bionluk sponsorluğunda Bionluk seslendirmenlerinden İrem Öznur Kılıç tarafından seslendirilmiştir.

Kelebek etkisi nedir?

Yazar Meltem Çetin Sever, editör Şule Ölez.

Afrika'da kanat çırpan bir kelebek, Amerika'da fırtına yaratabilir mi?

Kelebek etkisi denince herkesin aklına matematikçi, meteorolog ve aynı zamanda kaos teorisine çok büyük katkıları olan Amerikalı Edward Norton Lorenz'in verdiği analoji

örneği gelir. Amazon ormanlarında bir kelebeğin kanat çırpması, Amerika Birleşik Devletleri'nde bir fırtınanın kopmasına neden olabilir.

Daha sonra bu örneğin başka birçok farklı versiyonu karşımıza çıkmıştır.

Kelebek etkisi, en basit tanımla bir sistemin başlangıç verilerinde küçük değişiklikler yapıldığında öngörülemez ve büyük sonuçların doğabilmesidir.

Peki kelebek etkisi fikri nasıl doğdu?

Lorenz, hava durumu tahminini modellemek için yaptığı bir deneydi.

Başlangıç verisini 0.506-127 yerine 0.506 olarak girdiğinde çok farklı bir sonuç oluşmuştu.

Lorenz bu deneyden yola çıkarak ilk koşullardaki küçük bir değişikliğin muazzam ve uzun vadeli sonuçlar doğurabileceği sonucunu çıkardı.

1963 yılında Deterministic Non-Periodic Flow yani periyodik olmayan deterministik akıntı adlı ödüllü makalesinde Şunları yazar.

Tam olarak ölçülmesinin imkansızlığı ve dolayısıyla merkezi bir yörünge ile yakındaki merkezi olmayan bir yörünge arasında ayrım yapmanın imkansızlığı göz önüne alındığında, tüm

periyodik olmayan yörüngeler pratik tahmin açısından etkin olarak sabit değildir.

Lorenz, hava durumu tahmini modellerinin yanlış olduğunu, başlangıç koşullarını bilmenin imkansız olduğunu ve küçük bir değişimin sonuçları, çok fazla değiştirebileceğini ortaya

koydu. Kavramı anlaşılabilir kalmak için Lorenz, kelebek anolojisini kullanmaya başladı ve Lorenz şekeri ya da çekicisi diye adlandırdığı grafiksel modeli oluşturdu.

Bu şekeri oluşturmak için 3 basit denklem kullandı ve bu denklemlerde yaptığı en ufak değişikliklerin bile çok farklı sonuçlara ulaştığını gördü.

Bu da başlangıç koşullarının ne kadar etkili olduğunu gösterdi.

Daha sonra başka çekerler de oluşturdu.

Röster çekeri ve Hennon çekeri gibi.

Lorenz bu modelle kaos teorisine en büyük katkılarından birini yapmıştır.

Çekerler kaotik sistemleri anlamamızı sağlar.

Yani kaosun matematiksel olarak vücut bulmuş halidir.

Çekerlere baktığımızda karmaşıklıktan bir düzenin doğduğunu görürüz.

Ve kaos teorisini açıklamak için sıklıkla kullanırız.

doğanın geometrisidir.

Doğayı daha iyi anlayabilmemizi sağlar.

20. yüzyıla kadar öklit geometrisi kullanılmıştır.

Doğrusal şekiller, üçgenler, dikdörtgenler ve karelerle doğayı açıklamamız mümkün olmayınca fraktal geometri doğmuştur.

Doğadaki ağaçlar, nehirler, bulutlar vs.

fraktal şekillerden oluşurlar ve doğadaki olaylar kaotik davranışlar sergiler.

Doğayı anlayabilmek için fraktal geometriyi ve kaos teorisini anlamak gerekir.

Fraktal terimi ilk defa Polonya asıllı matematikçi Benoit Mandelbrot tarafından 1975 yılında ortaya atılmıştır.

Fraktallar büyükten küçüğe birbirine benzeyen birçok geometrik şeklin oluşturduğu, sonsuzluğa doğru giden, kompleks ve göz kamaştırıcı şekillerdir.

Mandelbrot'un geliştirdiği Mandelbrot kümesi, Sanal karmaşık sayıların kullanılmasıyla elde edilen fonksiyonları bilgisayar ortamında muhteşem fraktallara dönüştürebilen kümedir.

Sonuç olarak kelebek etkisi fikri tüm insanlığı etkisi altına alan bir kavram olmuştur.

İnsanlar kelebek etkisi analojisini sadece hava durumu gibi bilimsel olaylarda değil, aynı zamanda ekonomi, psikoloji, felsefe ve politika gibi başka alanlarda da kullanmaya

başlamıştır. En çok kullanılan ve bilimsel olmayan örneklerden biri şudur.

1905'te Viyana'daki Güzel Sanatlar Akademisi'ne genç bir adam başvurur ve ne yazık ki reddedilir.

Bu adam Adolf Hitler'dir ve hayallerini gerçekleştiremeyince Alman ordusuna katılır ve sonrasını biliyorsunuz.

Tabi bilimsel olarak da pek çok örnek verilebilir.

Örneğin atmosferdeki karbondioksit miktarının çok az miktarda artması bile büyük etkiler yaratacaktır.

Çünkü karbondioksit gazı bir sera gazı olduğu için dünyanın ortalama yüzey sıcaklığının artmasına yani küresel ısınmaya sebep olmaktadır.

Kelebek etkisi ve kaos teorisi doğayı, dünyayı ve evreni anlamamıza yardım etmektedir.

Aslında doğanın ve evrenin düzensizliğinden doğan düzeni anlamamıza yardım etmektedir.

İşte bu kadar.

Büyüleyicidir.