Aniversário |
23 de maio de 1917 West Hartford |
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Morte |
16 de abril de 2008(em 90) Cambridge |
Nome na língua nativa | Edward Norton Lorenz |
Nacionalidade | americano |
Treinamento |
Dartmouth College Harvard University Massachusetts Institute of Technology |
Atividades | Matemático , meteorologista , professor universitário |
Trabalhou para | Instituto de Tecnologia de Massachusetts |
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Áreas | Matemática , Meteorologia |
Membro de |
Academia Americana de Artes e Ciências Academia Russa de Ciências Academia Americana de Ciências (1975) Royal Society (1990) |
Conflito | Segunda Guerra Mundial |
Supervisor | James Murdoch Austin ( em ) |
Prêmios |
Edward Norton Lorenz é um cientista americano , nascido em23 de maio de 1917em West Hartford ( Connecticut ) e morreu em16 de abril de 2008em Cambridge ( Massachusetts ).
Ao tentar avaliar a confiabilidade das previsões meteorológicas, Edward Lorenz, do Massachusetts Institute of Technology, descobriu em 1963 que o comportamento aperiódico pode ser obtido com um sistema dinâmico não linear tridimensional, ou seja, três equações diferenciais ordinárias. Para isso, partindo de um sistema de sete equações que regem o movimento de um fluido em uma convecção de Rayleigh-Bénard e proposto um ano antes por Barry Satzmann, Lorenz manteve apenas três delas para ter o melhor modelo, o mais simples possível. Assim, ele mostra que um sistema dinâmico muito simples pode produzir soluções aperiódicas muito sensíveis às condições iniciais. Em particular, ele percebe que a origem do limite das previsões meteorológicas em pouco menos de uma semana está ligada a uma propriedade intrínseca dos fenômenos físicos envolvidos nos movimentos da atmosfera, no caso, a convecção.
Para isso, Lorenz utiliza o programa estabelecido por Henri Poincaré para o estudo de sistemas dinâmicos, ou seja, para estudar as soluções dessas equações diferenciais, representa uma trajetória no espaço de estados (às vezes chamadas de fases espaciais). Para isso, ele se beneficia de um meio que faltava a Poincaré: o computador! A sensibilidade às condições iniciais é de fato revelada pela instabilidade das soluções aperiódicas, que posteriormente serão qualificadas como caóticas.
Alguns anos depois, em 1972, Edward Lorenz deu uma conferência na qual explicou a extrema sensibilidade às condições iniciais dos movimentos atmosféricos, afetando drasticamente a possibilidade de previsão de meteorologia de longo prazo (uma semana!). Sua apresentação no 139º Congresso da Associação Americana para o Avanço da Ciência teve o título evocativo: " Can Butterfly Beating in Brazil Start Tornado in Texas?" Em seu trabalho sobre a mecânica celeste, Henri Poincaré já havia observado soluções aperiódicas sensíveis às condições iniciais, que chamou de órbitas homoclínicas. Em seu livro popular de ciência e método , Poincaré fez uma ligação entre essa sensibilidade às condições iniciais e as previsões meteorológicas.
Foi com a popularização dos computadores e a contribuição de David Ruelle, que viu o atrator Lorenz como um exemplo de um atrator estranho, que os resultados foram amplamente aceitos por cientistas de diferentes áreas, meteorologistas, matemáticos, astrônomos, físicos., População biólogos, etc. Em 2004, ele recebeu a medalha da Cédula de Compra por sua contribuição à meteorologia.
Enquanto ele se reconta, Lorenz finalmente demonstrou numericamente a sensibilidade às condições iniciais por acidente. Naquela época, Lorenz estava usando um computador analógico, o Royal McBee LGP-300 (en) . Este computador realizou seus cálculos com seis dígitos significativos, mas imprimiu seus resultados apenas com três. Uma simulação que agora leva menos de um segundo, costumava levar muitas horas. Regularmente, em vez de recomeçar do início, ele recomeçava a partir de um estado de seu sistema determinado por números de três dígitos, onde o computador estava calculando com seis. Ele então percebeu durante a retomada de um cálculo de uma solução aperiódica, que no curto prazo, a solução seguia muito aproximadamente a primeira simulação, mas rapidamente as duas soluções se tornaram completamente decorrelacionadas. Após várias verificações, Lorenz entende que a origem da discrepância entre os dois cálculos veio dos três algarismos significativos aos quais ele não teve acesso para o segundo cálculo. A sensibilidade às condições iniciais, ou seja, a amplificação exponencial de pequenos erros, acabava de ser observada em experimentos digitais.
Em 1971, David Ruelle e Floris Takens propuseram uma alternativa à teoria da turbulência: segundo eles, e ao contrário das teorias de Lev Landau e Eberhard Hopf, um sistema dinâmico de baixa dimensão poderia ser suficiente para produzir soluções com propriedades semelhantes às de turbulência. A turbulência era considerada um atrator estranho , um objeto descrito de forma muito sucinta em seu artigo. Alguns anos depois, ao ler o artigo de Lorenz, David Ruelle viu na figura representada por Lorenz um belo exemplo de um atrator estranho. Ele então publicou o artigo de Lorenz para hidrodinamicistas.
Os conceitos introduzidos por Poincaré para estudar as soluções de equações diferenciais foram brilhantemente manipulados por Lorenz: a teoria do caos estava emergindo.