Хаос что это такое
Хаос что это такое
Полезное
Смотреть что такое «ХАОС» в других словарях:
хаос — • хаос и хаос сущ., м., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? хаоса и хаоса, чему? хаосу и хаосу, (вижу) что? хаос и хаос, чем? хаосом и хаосом, о чём? о хаосе и в хаосе 1. Хаосом называется полное отсутствие порядка, особенно если раньше… … Толковый словарь Дмитриева
ХАОС — ХАОС, в др. греч. мифологии, поэзии и философии докосмическое состояние, зияющая пра бездна (от др. греч. χάσκω, χαίνω зиять, зевать, разевать рот, быть пустым и голодным); неупорядоченное первовещество; противоположность конечному,… … Античная философия
Хаос — (Chaos, τὸ Χάος). Зияющее, неизмеримое мировое пространство, первоначальный источник всякой жизни в мире. Позднейшие философы стали называть Хаосом беспорядочную массу, из которой образовался мир. Из Хаоса произошли Гея (Земля), Тартар и Эрот;… … Энциклопедия мифологии
хаос — а, м. chaos m. <, гр. chaos. 1. В греко римской мифологии беспредельное мировое пространство с изначальным смешением всех стихий. Космогония греков начинается хаосом и развивается в олимпийскую федерацию богов. Герц. Дилет. в науке. || Об… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ХАОС — ХАОС, хаоса, муж. (греч. chaos). 1. (чаще хаос). В древнегреческой мифологии и философии беспорядочная материя, неорганизованная стихия, существовавшая в мировом пространстве до образования известного человеку мира. «О, страшных песен сих не пой… … Толковый словарь Ушакова
хаос — См … Словарь синонимов
ХАОС — ХАОС, а и ХАОС, а, муж. 1. (хаос). В древнейших мифологических представлениях: беспорядочная материя, неорганизованная стихия, из к рой образовалось впоследствии всё существующее. Первозданный х. 2. (хаос). Отсутствие порядка, полная путаница. Х … Толковый словарь Ожегова
ХАОС — ХАОС, а и ХАОС, а, муж. 1. (хаос). В древнейших мифологических представлениях: беспорядочная материя, неорганизованная стихия, из к рой образовалось впоследствии всё существующее. Первозданный х. 2. (хаос). Отсутствие порядка, полная путаница. Х … Толковый словарь Ожегова
ХАОС — (греч. chaos неизмеримое, пустое темное пространство). 1) первобытная, безвидная масса, смешение всех элементов, из которой произошел мир. 2) в музыке: нестройная масса звуков, нескладица. 3) в обыденной жизни означает вообще всякий беспорядок.… … Словарь иностранных слов русского языка
хаос — и хаос. В знач. «мировое пространство с изначальным смешением стихий» хаос, род. хаоса. Первозданный хаос. В знач. «крайний беспорядок, неразбериха» обычно хаос, род. хаоса. В комнате у него хаос … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке
Значение слова хаос
Словарь Ушакова
ха о с, хаоса, муж. (греч. chaos).
Словарь Ожегова
ХАОС, а и ХАОС, а, м.
1. (хаос). В древнейших мифологических представлениях: беспорядочная материя, неорганизованная стихия, из к-рой образовалось впоследствии всё существующее. Первозданный х.
2. (хаос). Отсутствие порядка, полная путаница. Х. в делах. Х. в голове.
3. (хаос). Нагромождение, скопление чегон. Х. камней. Х. льдов.
4. (хаос). Беспорядок (в помещении, в жилье). В комнатах х. Как можно жить в таком хаосе?
Словарь Ефремовой
Толковый словарь живого великорусского языка, Даль Владимир
м. греч. состоянье планеты нашей до мироздания.
*Неустройство, беспорядок, безразличное смешенье. Хаотическое состоянье, расстроенное, в высшей степени беспорядочное.
Энциклопедический словарь
Большая Советская Энциклопедия
(греч. cháos, от cháino ≈ разверзаюсь, изрыгаю), в древнегреческой мифологии беспредельная изначальная масса, из которой образовалось впоследствии всё существующее. В переносном смысле ≈ беспорядок, неразбериха.
Мифологический словарь
(греч.) — «зияние», «разверстая пустота» — пустое пространство, существовавшее до начала мира. Порождением X. были Гея, Эреб, Эрос, Тартар, Никта. У орфиков X. — порождение вечного времени (Хроноса). Под X. орфики понимали бездну, в которой обитали Ночь и Туман. Сгустившийся Туман принял форму яйца, которое раскололось надвое, образовав Небо и Землю.
Этимологический Словарь Русского Языка
Греческое – chaos (первоначальное состояние мира).
Слово «хаос» заимствовано из греческого языка и известно в русском языке с начала XVII в. Слово «хаос» как философский термин означает «первичное бесформенное состояние мира», а в обыденной жизни «хаосом» называют «полную неразбериху» или «беспорядок».
Производные: хаотический, хаотичный.
Архитектурный словарь
Живописно-беспорядочное нагромождение крупных каменных глыб неправильной формы (иногда среди скал) в пейзажном парке, символизирующее исходное состояние видимого мира.
(Термины российского архитектурного наследия. Плужников В.И., 1995)
Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
(Χάος) — у древних греков космогоническое понятие «зияющего» (от χάσκειν — зиять) пространства, существовавшего раньше мироздания: материальным содержанием его были туман и мрак. По учению орфиков, X. и Эфир возникли из безначального времени, причем под X. понималась глубокая бездна, в которой обитали ночь и туман. Благодаря действию времени туман X. от вращательного движения принял яйцевидную форму, вместив в средину себя эфир, причем от быстрого движения яйцо созрело и раскололось на две половины, из которых возникли земля и небо. Другие видели в X. водную стихию (от χέν= лью). По Овидию, X. представлял собой «грубую беспорядочную громаду (moles), недвижную тяжесть, собранные в одно место разнородные начала дурно соединенных стихий», откуда выделились земля, небо, вода, густой воздух. Кроме того, под X. подразумевали воздушное и туманное мировое пространство, помещающееся между небом и землей, а также наполненную мраком подземную зияющую бездну. Порождениями X. в древней (Гезиодовской) космогонии считались Эреб, Ночь и Эрот (также Мойры)
Тезаурус русской деловой лексики
Ant: порядок, гармония
Словарь забытых и трудных слов ХVIII-ХIХ веков
и ХАОС, а, м.
1. В древнегреческой мифологии стихия, якобы существовавшая до возникновения мира, земли с ее жизнью.
* ► Какой-то странный хаос стал возмущать все существо мое. // Достоевский. Бедные люди //* *
ХАОТИЧЕСКИЙ, ХАОТИЧНОСТЬ, ХАОТИЧНЫЙ.
Словарь антонимов русского языка
Культурология. Словарь-справочник
(греч. сhaos ) – древнегреческое космологическое понятие, обозначающее изначальное, бесформенное состояние мира. Хаосу противостоит упорядоченный космос.
Философский словарь (Конт-Спонвиль)
Состояние полного беспорядка. Часто хаосом называют исходное состояние чего-либо, хотя с таким же успехом хаос может характеризировать и конечное состояние. Кто сказал, что за порядком всегда должно оставаться последнее слово?
На современном научном языке хаотической называют любую систему, которая способна претерпевать существенные изменения в результате малейшей модификации исходных условий и таким образом, что практически невозможно предугадать, в какую сторону пойдут эти изменения. Следовательно, подобная система является одновременно детерминированной (в теории) и непредсказуемой (на практике). Наше знание о ее актуальном состоянии никогда не бывает настолько точным, чтобы прогнозировать более или менее отдаленные во времени состояния. Метеорологи именуют подобную зависимость эффектом бабочки: если бабочка махнет крыльями где-нибудь в Мексике, это способно вызвать ураган в Европе. Паскаль в той же связи рассуждал о носе Клеопатры: «Если б он был чуть короче, лик земли был бы иным» («Мысли», 413–162). Необходимо отметить, что при всей своей непредсказуемости (на определенном уровне) хаотические явления все же не относятся к числу иррациональных. Теории хаоса знаменуют собой не поражение, а победу человеческого разума, ибо помогают нам понять, что всего на свете нельзя ни объяснить, ни предвидеть.
Вестминстерский словарь теологических терминов
♦ ( ENG chaos)
описание бесформенной изначальной материи, существовавшей до того, как Бог привнес в нее порядок (Быт. 1:1-5).
Античность от А до Я. Словарь-справочник
Начала Современного Естествознания. Тезаурус
(от греч. chaos и chainein — зиять)
1) открытая, зияющая пропасть;
2) беспорядочное, бесформенное, неопределенное состояние вещей;
3) в античной космогонии — первобытное состояние, беспредельная первобытная масса или первовещество, из которого возник или был создан рукой Творца мир как упорядоченный космос;
4) в переносном смысле — беспорядок, неразбериха.
Астрономический словарь
2) Малая планета номер 19521, классический объект пояса Койпера. Среднее расстояние до Солнца 45,65 а. е. (6,8 млрд км), эксцентриситет орбиты 0,104, наклон к плоскости эклиптики 12,1 градусов. Период обращения вокруг Солнца 308,87 земных лет. Диаметр 745 км. Была открыта в рамках американского проекта «Глубокий обзор эклиптики» («Deep Ecliptic Survey») 19 июля 1998 и получила условное обозначение 1998 WH24. Название было утверждено Международным Астрономическим Союзом в честь Хаоса. Хаос стала первым объектом пояса Койпера, которому дали собственное имя.
Геоморфологический словарь-справочник
Словарь по мифологии М. Ладыгина.
Источники:
Немного о хаосе и о том, как его сотворить
Говоря «хаос», мы, обычно, подразумеваем полное отсутствие порядка, абсолютную неупорядоченность и случайность. С математической точки зрения, хаос и порядок – понятия не взаимоисключающие. Теория хаоса (есть что-то завораживающие в названиях математических теорий) – достаточно молодая математическая область, создание которой приравнивают по значимости открытий ХХ века к созданию квантовой механики. Хаос случается в нелинейных динамических системах. Иначе говоря, любой процесс, который протекает со временем, может быть хаотичным (например, высота дерева, температура тела или популяция мадагаскарских тараканов).
Чтобы разобраться, что такое хаос, сначала обратимся к системам, такой чертой не наделённым. Детерминированные системы не допускают никаких случайностей: значение на выходе полностью определено значениями на входе. Таким образом, изменение начальных условий вызывает пропорциональное изменение результата. Так, ньютоновская механика подразумевает детерминированность, и изменяя, к примеру, силу пинка по мячу, можно ожидать соответствующее изменение в продолжительности полёта этого мяча. Так что, по принципу детерминированности, положение мяча в текущий момент полностью определено положением мяча в предыдущий момент и будущее положение зависит от текущего и всё это совсем несложно посчитать. Так, и астрономы прошлого времени полностью доверялись этому принципу и считали, что вселенная – строго детерминированная система и положение небесных тел в будущем (и в прошлом) можно рассчитать, зная их текущее положение и скорость, т.е. зная начальные условия. Предполагалось, что чем точнее известны начальные условия, тем точнее будет результат прогноза, однако известный математик Анри Пуанкаре, который (в свободное время, вероятно) занимался описанием орбит небесных тел, обнаружил, что в системах из 3-х и более тел, при незначительном изменение начальных условий (положения и скорости), траектории тела очень быстро удаляются друг от друга. Два близких набора начальных условий давали различные результаты.
Большой вклад в теорию хаоса внёс метеоролог Эдвард Лоренц. В шестидесятых годах прошлого века этот американец работал над компьютерной программой, моделирующей движение воздушных масс в атмосфере Земли. Все мы знаем, что компьютер (вопреки расхожим слухам) является строго детерминированной системой, и это создаёт известный принцип «garbage in garbage out». Лоренц гонял свою программу и в хвост, и в гриву, получая всякие разные результаты. Некоторые его коллеги даже делали предположения, что эта модель является точным предсказателем погоды, спрашивали, брать ли завтра зонтик. Разумеется, эти выводы были поспешны, вскоре выяснилась одна особенность модели погоды. Один раз для ускорения вычислений, Лоренц запустил программу не сначала, а ввёл в неё данные из предыдущего «прогона», которые были распечатаны на бумаге. Однако результаты такого запуска быстро начали отклоняться от уже полученных, формируя абсолютно другую картину. Немного неожиданно, не так ли? Оказалось, что Лоренц вводил не точные результаты прошлых вычислений, а округлённые перед выводом на печать, эта погрешность просто игнорировалась. Модель Лоренца оказалась сверхчувствительна к начальным условиям. Малейшее различие во входных данных приводило к сильному расхождению результатов с течением времени. Эта зависимость от начальных условий и была названа хаосом. Лоренцом была озвучена знаменитая черта хаоса, именуемая «эффектом бабочки», который предполагает, что в зависимости от того, махнёт ли бабочка крыльями в лесах Бразилии зависит случится ли в Техасе ураган или нет. Этот же принцип был положен в основу одноимённого фильма с Эштоном Катчером (кино ненаучное, смотреть необязательно).
Отклонение в результатах повторных вычислений
Вся эта зависимость от начальных условий предполагает, что мы не можем делать долгосрочные прогнозы в нестабильных динамических системах. Любая погрешность в начальных условиях не позволит нам предсказать результат на какой-либо продолжительный отрезок времени. Если, к примеру, взять модель Лоренца, в качестве входных данных для определения скорости ветра нам будет необходимо ввести значения температуры и давления в каждой точке земной атмосферы, только тогда можно будет ожидать достоверный прогноз на длительный срок. Причём, входные данные должны быть абсолютно точными, т. е. с бесконечным числом знаков после запятой. А как известно, совершенно все измерительные приборы на Земле имеют ненулевую погрешность. Как бы точно не была измерена величина, всегда можно (теоретически) измерить точнее. Да и нет таких машин, которые бы позволили вводить бесконечное количество знаков после запятой. Может с приходом квантовых компьютеров что-то и изменится, не знаю.
Вот и выходит, что никуда от хаоса не деться и надо с ним мириться. Но не всё так плохо, на мой взгляд. Если бы все процессы во вселенной были бы полностью детерминированными, без единого намёка на случайность, жить было бы намного скучнее. Некоторые учёные даже склоняются к мысли о том, что хаос придаёт вселенной «стрелу времени», направленное и необратимое движение из прошлого в будущее.
Однако «хаос» и «случайность» понятия совсем не равнозначные. Определённая интерпретация процессов, кажущихся случайными, приводит их в порядок. К примеру, время между биениями сердца человека величина непостоянная, даже если человек не подвержен физ нагрузке. Если мы понаблюдаем за биением сердца некоторое время и интервалы между биениями запишем в таблицу, а также создадим второй столбец, копируя значения из первого, но со сдвигом на одно значение (т.е. первому измерению (t) в первом столбце будет соответствовать второе измерение (t+1) во втором, второму — третье и т.д;), можно будет построить карту, где по вертикали будем иметь значения без сдвига (t), а по горизонтали — значения со сдвигом(t+1). Точки на этой карте не будут рассыпаны в случайном порядке, а будут притянуты к некой области, формируя аттрактор.
Распространённый пример хаотической системы – это двойной маятник, т.е. маятник, к концу которого прикреплен второй маятник. Вы, возможно, видели подобные маятники в магазинах подарков. Так вот если взять два одинаковых маятника, поставить рядом и отклонить их приблизительно на равную величину, то уже через несколько колебаний маятники полностью рассинхронизируются. Чем точнее мы будем соблюдать начальные условия, тем дольше маятники будут качаться в такт, однако от расходимости никуда не деться.
Такие узоры рисует лампочкой на двойном маятнике художник Джордж Иоаннидис
Долгое время теория хаоса считалась некой математической абстракцией, не имеющей подтверждения в реальных условиях. Эта проблема волновала одного японца по имени Леон Чуа, который был нацелен показать, что хаос можно создать. Для этой цели он собрал электрическую цепь.
Цепь Чуа явилась первой электрической цепью, способной генерировать хаотические сигналы. Его творение было гениально в своей простоте, цепь состояла из четырёх линейных элементов: двух конденсаторов, одной индуктивности и резистора, а также включала в себя один нелинейный локально активный элемент, на кусочно-линейной вольт-амперной характеристике которого имелась область с негативным сопротивлением. Этот элемент теперь часто называют диодом Чуа. Цепь представляет собой генератор, и диод Чуа является необходимой частью для достижения хаотических колебаний. Этот элемент недоступен как отдельный компонент, но его несложно собрать, задействовав два операционных усилителя. Другие способы реализации этой нелинейности включают в себя встречно-параллельно подключенную пару инверторов или туннельный диод (похоже, всё-таки доступен, как отдельный компонент), на ВАХ которого, как известно, имеется «долина».
Обобщённая схема генератора Чуа и уравнения, его описывающие
Математика за всем этим стоит довольно сложная, но если не вдаваться в дебри, то эта цепь описывается тремя дифференциальными уравнениями, показывающими изменение по времени напряжения на двух конденсаторах и тока через индуктивность. Численное решение этих уравнений показывает, что при определённых соотношениях между компонентами цепи, изменение значений переменных во времени приобретает хаотический характер.
Собрать генератор Чуа труда особого не составляет. Эта цепь может демонстрировать такие явления хаоса как бифуркации и хаотический аттрактор. Однако для наблюдения всех этих чудес, будет необходим осциллограф, да ещё с двумя входами. В классическом варианте, схема состоит из двух конденсаторов, одной индуктивности, семи резисторов, микросхемы с парой операционных усилителей и двух батареек на 9В (можно использовать блок питания, но питание должно быть двухполярным). Для достижения хаотического поведения, между номиналами элементов должны соблюдаться определённые соотношения. Так, ёмкость конденсатора С2 должна быть примерно 10 ёмкостей С1, отношение С2/С1 называют α. Коэффициент β показывает отношение между R, C2 и L, а именно, β = R^2 C2 / L и должен равняться приблизительно 15.
Принципиальная схема генератора с отрицательным сопротивлением на операционных усилителях
Итак, приступим к сборке. Собирать можно и на макетной плате, но чтобы сигналы были чётче, лучше компоненты спаять на печатной плате. В своей сборке я использовал конденсаторы на 47нФ и 470нФ, индуктивность на 15мГн и потенциометр на 1кОм (за неимением такового номиналом 2кОм, соединил его последовательно с резистором на 1кОм). Последовательно с индуктивностью можно (но необязательно) включить резистор малого номинала (до 10Ом), чтобы добавить «красоты» в сигналы. Диод Чуа реализован стандартным способом, с применением двух операционников. Я использовал микросхему TL082CP, по спецификации, это широкополосный операционный усилитель, советую использовать такой тип, с более простыми аналогами схема у меня не «завелась». Для создания характеристики с необходимыми наклонами, нам потребуются следующие номиналы резисторов: R1 = R2 = 220Ом, R3 = 2.2кОм, R4 = R5 = 22кОм, R6 = 3.3кОм. Запитать операционник можно двумя батарейками 9В, для корректной работы ОУ питание нам нужно двухполярное. Моя сборка топорная, согласен — проводки под питание и скрученные резисторы, другие мелкие недочёты, но для мониторинга хаотических сигналов этого хватило.
Остальную часть платы сбережём для следующих проектов
После аккуратной сборки этой несложной схемы, можно попробовать посмотреть, что за сигналы она генерирует. Сигналы будем снимать с конденсаторов C1 и С2. На моей схеме я сделал два BNC разъёма для удобства подсоединения схемы к осциллографу. Подключаем кабели к осциллографу и выбираем X-Y режим, когда по одной оси у нас будет напряжение на первом конденсаторе, а по другой – напряжение на втором. Что вывести на X, а что на Y значения не имеет. Выкрутим ручку потенциометра на максимальное значение и запитаем схему. На экране осциллографа должна появиться точка. Медленно уменьшаем значение сопротивления (лучше использовать потенциометры с большим ходом и с крупной ручкой, дабы обеспечить плавность изменения сопротивления), в какой-то момент точка должна превратиться в орбиту. Последующее уменьшение сопротивления приводит к раздваиванию этой орбиты, мы начинаем наблюдать бифуркации. Удвоения периода орбиты будут происходить и дальше с уменьшением сопротивления, расстояния между последующими раздвоениями будут постоянно и планомерно уменьшаться. Т.е. разница сопротивлений между четверной и восьмерной орбитой будет меньше, чем между четверной и двойной. Скорость, с которой интервал между бифуркациями уменьшается определяется константой Фейгенбаума. Период, до которого вам удастся наблюдать бифуркации зависит от четкости сигналов (т.е. от качества соединений) и от чувствительности потенциометра (дрожание рук тоже не на пользу). В какой-то момент стабильная орбита уступает место двухпетлевому аттрактору, который знаменует наступление хаоса. Этот аттрактор имеет три точки равновесия: одну в начале координат, и две в «дырках» петель. Типичная траектория аттрактора начинает вращение вокруг одной из «дырок», удаляясь от точки равновесия с каждым витком, затем траектория либо возвращается ближе в центру и вновь удаляется, либо направляется к другой точке равновесия, где процесс повторяется. Количество вращений в каждом случае случайно.
Образование хаоса через бифуркации
Этот аттрактор будет существовать в некотором интервале сопротивлений, а затем уступит место стабильной орбите, показывающей гармонические колебания. При достаточно малых значениях сопротивления, цепь превращается в простой колебательный контур, генерирующий синусоидальный сигнал с частотой, определённой значениями конденсаторов и индуктивности. Для большей «гибкости» цепи, потенциометрами можно заменить резисторы в цепи отрицательного сопротивления.
Если мы взглянем на спектр сигналов, то увидим, что в хаотическом режиме полоса генерации достаточно широкая и не имеет ярко выраженных пиков, к тому же начинается с постоянной составляющей.
Спектр хаотического сигнала
Схема предельно проста, но её поведение изучалось многими учёными, работающими с теорией хаоса. С её помощью изучались бифуркации и создавалась целая галерея различных аттракторов. Однако кроме чисто научного интереса, данная схема имеет и практическое применение.
Поскольку это генератор, значит, его можно использовать для радиосвязи, а раз этот генератор необычный, радиосвязь можно сделать защищённой. Существует несколько типов модуляции хаотического сигнала, от простого маскирования информационного сигнала, до высокоуровневой цифровой модуляции. Высокая чувствительность хаотического генератора позволяет использовать его в качестве детектора слабых сигналов. Также сообщалось о создании генератора случайных чисел на основе данной схемы. Кроме того, как вы заметили, спектр данного генератора лежит в звуковом диапазоне, так что этой схемой не преминули воспользоваться концептуальные музыканты.
Не знаю, многие ли захотят собрать этот хаотический генератор, ибо практической пользы от него маловато, но, мне кажется, возможность поиграться с ним и понаблюдать интересные узоры на осциллографе стоит этих копеечных деталей и получаса времени. Даже если покупать все компоненты поштучно в магазине, 200 рублей – максимум, что можно потратить, но я уверен, что у многих все детали есть в загашниках!
Данная схема может быть интересна студентам математических и электротехнических факультетов. Думаю, что демонстрация работы генератора Чуа сможет заинтересовать преподавателей, в чьи научные интересы входит теория хаоса. Спасибо всем за внимание!