Физики Иллинойсского университета разработали детерминированную модель, показывающую возникновение предсказуемости
Исследователи из Иллинойса создали детерминированную модель, которая демонстрирует, как предсказуемость может возникать из первоначально непредсказуемой динамики.
Исследователи Иллинойсского университета разработали полностью детерминированную, нехаотическую модель, которая изначально кажется непредсказуемой, но постепенно самоорганизуется, чтобы выявить предсказуемость через свою динамику. Это исследование было опубликовано в журнале Nature Communications 11 сентября 2026 года и подчеркивает сложности предсказания результатов в детерминированных системах. Модель демонстрирует, что даже в нехаотических системах может возникать непредсказуемость, что ставит под сомнение традиционные представления о предсказуемости в физике.
Непредсказуемость в детерминированных системах
В детерминированных системах конечный результат обычно предопределен начальными условиями и управляющими правилами. Однако в хаотических системах небольшие отклонения в начальных условиях могут привести к совершенно различным результатам, усложняя предсказания. Команда из Иллинойса, возглавляемая профессором Хюн Юком, показала, что непредсказуемость также может возникать в системах, которые не являются хаотическими. Их исследования начались более десяти лет назад и были сосредоточены на том, как простые детерминированные правила могут приводить к сложной динамике в живых системах.
Исследователи использовали модель клеточного автомата (КА), которая состоит из сетки клеток, каждая из которых может находиться в конечном числе состояний и изменяться в соответствии с фиксированными правилами. Их модель КА имитирует поведение живых клеток, где каждая клетка может принимать одно из четырех состояний и изменяться на основе взаимодействия с соседними клетками. Несмотря на детерминированный характер модели, предсказать конечное состояние из начальной конфигурации оказалось сложной задачей, так как даже небольшие изменения могли привести к различным результатам.
Динамика и вихри
Чтобы исследовать источник непредсказуемости, команда переосмыслила состояния клеток как направленные стрелки. Эта перспектива выявила динамические структуры, известные как вихри, которые оказали значительное влияние на поведение системы. Исследование подчеркивает, что возникновение предсказуемости в таких системах — это сложный процесс, который разворачивается со временем, предоставляя новые идеи о природе детерминированных моделей и их применении в различных научных областях.
