Тема 16: Динамические и статистические закономерности в природе
1.К числу статистических научных теорий принадлежит …
молекулярно-кинетическая теория газов
классическая механика
термодинамика
классическая электродинамика
Решение:
Молекулярно-кинетическая теория с момента своего создания Дж. Максвеллом ставила задачей не предсказание положения и скорости отдельной молекулы, а расчет вероятности того, что молекула имеет то или иное значение скорости и координаты. Классические же механика, термодинамика и электродинамика видели своей задачей точный однозначный расчет и предсказание значений самих физических величин (координат и импульсов в механике, температуры, давления и объема в термодинамике, напряженности электрического и индукции магнитного полей в электродинамике).
2. На рисунках изображены траектории движения различных систем: с беспорядком, с динамическим хаосом и вполне детерминированных. Траектория системы с динамическим хаосом представлена на рисунке …
Решение:
Динамический хаос – не беспорядок. Если бы мы знали точно начальное состояние системы с динамическим хаосом, то смогли бы точно рассчитать, в каком состоянии она окажется спустя заданный период времени. С другой стороны, система с динамическим хаосом отличается от обычной детерминированной динамической системы вроде камня, брошенного под углом к горизонту, тем, что присущий ей порядок оказывается очень тонким и очень хрупким: стоит ошибиться в определении начального состояния на ничтожно малую величину, и вот ты уже попал на другую траекторию, которая спустя некоторое время уведет тебя в совершенно другое состояние. Таким образом, траектории системы с динамическим хаосом должны быть не слишком беспорядочными, но и не слишком простыми и гладкими.
3. «Эффект бабочки», то есть кардинальное изменение системы под влиянием ничтожно слабого воздействия, существен для …
долгосрочных прогнозов погоды
краткосрочных прогнозов погоды
расписания учебных занятий
расчетов прочности автомобиля
Решение:
Эффект бабочки – поэтическое обозначение динамического хаоса. Расписанию занятий и прочности автомобиля он не свойствен, это достаточно грубые системы. Расписание не рухнет полностью, даже если одновременно заболеют несколько преподавателей, и автомобиль наверняка не развалится не только под весом бабочки, но и под весом кирпича. А вот погоде динамический хаос свойствен, и проявляется он в том, что ошибки в определении начальных параметров атмосферы (за счет, например, погрешности приборов на метеостанциях) быстро нарастают. Правда, некоторое, небольшое, время они остаются в рамках разумного, и потому краткосрочным прогнозам погоды все-таки можно верить. А вот долгосрочный прогноз действительно может полностью переиначить взмах крыла бабочки в центре зарождающегося циклона.
4. На рисунках изображены траектории движения различных систем: с беспорядком, с динамическим хаосом и вполне детерминированных. Траектория системы с динамическим хаосом показана на рисунке …
Решение:
Динамический хаос – не беспорядок. Если бы мы знали точно начальное состояние системы с динамическим хаосом, то смогли бы точно рассчитать, в каком состоянии она окажется спустя заданный период времени. С другой стороны, система с динамическим хаосом отличается от обычной детерминированной динамической системы вроде камня, брошенного под углом к горизонту, тем, что присущий ей порядок оказывается очень тонким и очень хрупким: стоит ошибиться в определении начального состояния на ничтожно малую величину, и вот ты уже попал на другую траекторию, которая спустя некоторое время уведет тебя в совершенно другое состояние. Таким образом, траектории системы с динамическим хаосом должны быть не слишком беспорядочными, но и не слишком простыми и гладкими.