2.3.8. Feigenbaumova konstanta

 

    Mitchell Feigenbaum 1975. uz pomoć svog ručnog kalkulatora HP-65 otkrio je nešto novo. Proučavajući podvostručenja perioda atraktora, računao je na kojim kontrolnim parametrima se bifurkacije događaju. Kako je njegovo računalo bilo jako sporo (i to sve sporije kako se period atraktora povećavao, jer pri većim periodima vrijednosti sporije konvergiraju), a usto je i morao rezultate prepisivati na papir, kratio je vrijeme pokušavajući pogoditi gdje će se nalaziti slijedeća bifurkacija. Upravo sporost tadašnjih računala i Feigenbaumovo dosađivanje imalo je sličan efekt kao i slučajna odluka Lorenza (pa napokon kao i Arhimedov ulazak u kadu). Otkrio je da mjesto nadolazeće bifurkacije ne treba nagađati, već ga može i izračunati. Naime, iako je bilo očito da bifurkacije nadolaze sve brže i brže, sada je Feigenbaum otkrio da bifurkacije “ubrzavaju” konstantnim ubrzanjem, u smislu geometrijskog reda. Ubrzo je konstanta bila izračunata (te kasnije nazvana Feigenbaumova konstanta, s oznakom Δf), a iznosi 4.66920160910299067... Naime, ako uzmemo bilo koja tri susjedna podvostručenja, omjer razlike kontrolnih parametara prvog i drugog, i razlike kontrolnih parametara drugog i trećeg teži ka toj konstanti, tim više što ta podvostručenja vode u atraktore većeg perioda. Matematički, to glasi: .

    Kako se radi o nizu vrlo nalik geometrijskom, činjenica da iza stanovitog r, vrijednosti akumulacije, dolazi do kaosa, nije više začudna, a taj r može se vrlo dobro procjeniti kao .

    Naravno da Feigenbaum nije stao na tome. Nastavio je proučavati slična jednodimenzionalna preslikavanja, primjerice xn+1=rsin(πxn) (čiji je bifurkacijski dijagram u rasponu relement od[0,1] gotovo identičan onome logističke jednadžbe), te došao do iste konstante. Mnogi nakon njega proučavali su tu i ostale Feigenbaumove konstante (npr. αf =2.502907875...), pokušavajući dokučiti u kojim granicama leži njigova univerzalnost. Primjerice, dokazano je da su za neka višedimenzionalna preslikavanja te konstante malo drugačije (npr. za Hénonovu mapu one iznose αf = 4.01808... i Δf =8.72109). Ali, kako stvari sada stoje, uskoro bi ta konstanta mogla ući među “nedodirljive”, kao što su π ili e.






Prethodno poglavlje          Povratak na sadržaj          Slijedeće poglavlje

Povratak na početnu stranicu          Kontakt autora