دوشاخه‌زايى‌

از ویکی زروان
پرش به: ناوبری، جستجو

دوشاخه‏‌زايى (Bifurcation)پيدايش نقطه‌‏اى تقارنى بر خطراهه‏‌ى سيستم است، به طورى كه ادامه‏‌ى مسير سيستم توسط متغيرهاى مشخص بيرونى و قوانين حاكم بر آنها قابل پيش‏بينى نباشد. کتاب سیستمهای پیچیده (ص: 53-54-55)



همواره نوعى عدم قطعيت در مورد مسيرِ يك خطراهه وجود دارد. خطراهه، هميشه مسيرى مستقيم و ساده را طى نمى‏‌كند و لزومى ندارد كه به شكلى قابل پيش‌‏بينى نقاط پيشارويش را به هم بدوزد. در شرايطى كه چگونگى ادامه‌‏ى مسير خطراهه (يعنى رفتار بعدى سيستم) توسط متغيرها و قواعد بيرونى قابل پيش‏‌بينى نباشد، پديده‏‌اى به نام دوشاخه‌‏زايى روى مى‏‌دهد. عبارتِ دوشاخه‌زایی در اصل در مورد رفتارِ آماری شمار زیادی از سیستم‌های مشابه به کار می‌رود. با این وجود می‌توان آن را از تابع حالتِ سیستم نیز استنتاج کرد و به کمک آن نقاطِ تقارنیِ فضای حالت را تعیین کرد.

کاربرد عملیاتی این مفهوم در مدل ما به شرایطی مربوط می‌شود که خطراهه‌ی سیستم، با گزينه‏‌هایى كمابيش هم‏‌ارز و يكسان روبرو شود. اين بدان معناست كه جذب كننده‏‌هایى هم‏‌زور یا مسیرهایی هم‌احتمال در برابر خطراهه قرار بگيرند، و بيش از يك راه را در پيش رويش بگشايند. نمود خارجى اين پديده آن است كه سيستم با گزينه‏‌هایى رفتارى روبرو شود كه برايش تميزناپذير و معادل باشند. در چنين شرايطى، ناظرى كه از بيرون رفتار سيستم را مى‏‌نگرد، نمى‌‏تواند با توجه به قانونمندى‏‌هایى كه براى رفتار وى كشف كرده، گامِ بعدى حركت خطراهه را پيش‏‌بينى كند. در چنين شرايطى، خطراهه بر فضاى حالت، چند شاخه مى‏‌شود. هر شاخه، يكى از امكاناتِ پيشاروى سيستم را نمايندگى مى‌‏كند. نقطه‏‌اى كه چنين اتفاقى در آن رخ دهد را نقطه‏‌ى تقارنى‏ يا نقطه‏‌ى کورى مى‏‌نامند. چون دانشمند فرانسوى پير كورى نخستين كسى بود كه آن را توصيف كرد. تحول در شكل خطراهه را در اين شرايط دوشاخه‌‏زايى مى‏‌نامند.

اين نام نبايد ما را به اشتباه بيندازد، چرا كه پديده‏‌ى دوشاخه‌‏زايى معمولاً بيش از دو گزينه را در برابر خطراهه پديد مي‌آورد. به همين دليل هم گاه از عبارت شاخه‏‌زايى به عنوان شكلِ عام‏ترِ همين مفهوم استفاده مى‏‌كنیم. در حالت عادی این پدیده در یک سیستم منفرد قابل تشخیص نیست، چون هیچ خطراهه‌ای بر محور زمان مکث نمی‌کند و تمام سیستم‌ها با رسیدن به نقطه‌ی تقارنی در نهایت یکی از گزینه‌های پیشاروی خود را انتخاب می‌کنند. با این وجود، انتخاب یاد شده خصلتی آماری دارد و به ویژه در شرایطی که رفتار چند سیستم یا چندین رفتار مشابه از یک سیستم مشاهده شوند، این ویژگی نمایان می‌شود. دوشاخه‏‌زايى را در سيستم‏هاى زيادى مى‌‏توان ديد. هنگامى كه يك كوره راه روستايى، در اثر مرور زمان به دو مسيرِ (يكى نزدیک‏تر و ديگرى هموار‏تر) تبديل مى‏‌شود، يا زمانى كه دو مكتب از يك نظريه در علمى پديد مى‏‌آيد، يا هنگامى كه يك سلول اوليه پس از چند بار تكثير، به چند نوع سلول متمايز تقسيم مى‏‌شود، دوشاخه‌‏زايى رخ داده است. این تجربه‌ای است که همه‌ی ما داریم. چون به هر صورت، مانند تمام انسان‌های دیگر در ابتدای زندگی حدود نیم ساعت از عمر خود را به صورت یک تک‌سلولی گذرانده‌ایم!

پس دوشاخه‏‌زايى پيدايش نقطه‌‏اى تقارنى بر خطراهه‌‏ى سيستم است، به طورى كه ادامه‏‌ى مسير سيستم توسط متغيرهاى مشخص بيرونى و قوانين حاكم بر آنها قابل پيش‌‏بينى نباشد.