Beranda Artikel Butterfly Effect

Butterfly Effect

Oleh:  Etta Adil

PALONTARAQ.ID – Pernah dengar ungkapan, “One fluttering of butterfly wings in Brazil can produce tornadoes in Texas”. “Satu kepakan sayap kupu-kupu di Brazil bisa menghasilkan Tornado di Texas”.

Dalam Teori Chaos, efek kupu-kupu adalah ketergantungan yang sensitif pada kondisi awal dimana perubahan kecil dalam satu keadaan dari sistem non-linier deterministik dapat menghasilkan perbedaan besar dalam keadaan selanjutnya.

Demikian disebutkan Boeing, G. (2016) dalam “Visual Analysis of Nonlinear Dynamical Systems: Chaos, Fractals, Self-Similarity and the Limits of Prediction”. Systems. 4 (4): 37.

Istilah “Butterfly effect” ini sebenarnya, terkait erat dengan karya Edward Lorenz, dari contoh metaforis rincian tornado (waktu pembentukan yang tepat, jalan yang diambil) dipengaruhi oleh gangguan kecil seperti kepakan sayap kupu-kupu jauh beberapa minggu sebelumnya.

Lorenz menemukan efek amatan model cuaca yang dijalankannya dengan data kondisi awal yang dibulatkan dengan cara yang tampaknya tidak penting akan gagal mereproduksi hasil lintasan dengan data kondisi awal yang tidak dikelilingi.

Lorenz menyimpulkan bahwa Perubahan yang sangat kecil dalam kondisi awal telah menciptakan hasil yang sangat berbeda. Demikian dijelaskannya dalam Lorenz, Edward N. (March 1963). “Deterministic Nonperiodic Flow”. Journal of the Atmospheric Sciences. 20 (2): 130–141.

Gagasan bahwa suatu sebab kecil akan memiliki efek besar pada umumnya dan cuaca khususnya sebelumnya diakui oleh Ilmuwan Prancis Henri Poincaré dan Filsuf Amerika Norbert Wiener.

Edward Lorenz dengan “Butterfly effect”-nya telah berhasil menempatkan konsep ketidakstabilan atmosfer Bumi ke basis kuantitatif dan menghubungkan konsep ketidakstabilan dengan sifat-sifat kelas besar sistem dinamis yang mengalami dinamika nonlinier dan kekacauan deterministik. Efek kupu-kupu juga dapat ditunjukkan dengan sistem yang sangat sederhana

Dalam The Vocation of Man (1800), Johann Gottlieb Fichte mengatakan “Anda tidak dapat menghilangkan sebutir pasir pun dari tempatnya tanpa dengan demikian … mengubah sesuatu di seluruh bagian dari keseluruhan yang tak terukur”.

Teori chaos dan ketergantungan yang peka terhadap kondisi awal dijelaskan dalam literatur dalam kasus khusus masalah tiga tubuh oleh Henri Poincaré pada tahun 1890. Dia kemudian mengusulkan bahwa fenomena seperti itu bisa umum, misalnya, dalam meteorologi. (Steves, Bonnie; Maciejewski, AJ; September 2001).

Pada tahun 1898, Jacques Hadamard mencatat divergensi umum lintasan dalam ruang lengkungan negatif. Pierre Duhem membahas kemungkinan signifikansi umum ini pada tahun 1908. (Some Historical Notes: History of Chaos Theory at the Wayback Machine)

Gagasan bahwa kematian satu kupu-kupu pada akhirnya bisa memiliki efek riak yang luas pada peristiwa bersejarah berikutnya, dikenal dalam “A Sound of Thunder”, sebuah cerita pendek tahun 1952 oleh Ray Bradbury tentang perjalanan waktu.

Pada tahun 1961, Lorenz menjalankan model komputer numerik untuk mengulang prediksi cuaca dari pertengahan menjalankan sebelumnya sebagai jalan pintas. Dia memasuki kondisi awal 0,506 dari hasil cetak bukannya memasukkan nilai 0,506127 presisi penuh. Hasilnya adalah skenario cuaca yang sangat berbeda.

Lorenz menulis,

“Pada satu titik saya memutuskan untuk mengulangi beberapa perhitungan untuk memeriksa apa yang terjadi dengan lebih terperinci.

Saya menghentikan komputer, mengetikkan sederet angka yang telah dicetak beberapa waktu sebelumnya, dan menjalankannya kembali.

Saya pergi ke aula untuk minum kopi dan kembali setelah sekitar satu jam, selama waktu itu komputer telah mensimulasikan sekitar dua bulan cuaca. Angka-angka yang dicetak tidak seperti yang lama.

Saya langsung menduga tabung vakum yang lemah atau yang lain masalah komputer, yang tidak biasa, tetapi sebelum memanggil untuk layanan saya memutuskan untuk melihat di mana kesalahan itu terjadi, mengetahui bahwa ini dapat mempercepat proses servis.

Alih-alih istirahat tiba-tiba, saya menemukan bahwa nilai-nilai baru pada awalnya mengulangi yang lama, tetapi segera setelah itu berbeda satu dan kemudian beberapa unit di tempat desimal terakhir, dan kemudian mulai berbeda di sebelah tempat terakhir dan kemudian di tempat sebelum itu.

Faktanya, perbedaannya kurang lebih dua kali lipat dengan mantap. n ukuran setiap empat hari atau lebih, sampai semua kemiripan dengan output asli menghilang di suatu tempat di bulan kedua.

Ini cukup untuk memberi tahu saya apa yang telah terjadi: angka-angka yang saya ketikkan bukanlah angka asli yang tepat, tetapi nilai-nilai bulat yang muncul dalam cetakan asli.

Kesalahan pembulatan awal adalah penyebabnya; mereka terus memperkuat sampai mereka mendominasi solusi.” (E. N. Lorenz, The Essence of Chaos, U. Washington Press, Seattle (1993), p. 134)

Pada tahun 1963, Lorenz menerbitkan sebuah studi teoritis tentang efek ini dalam makalah seminar, “Deterministic Non Periodic Flow” (perhitungan dilakukan pada komputer Royal McBee LGP-30).

Di tempat lain ia menyatakan: Seorang ahli meteorologi mengatakan bahwa jika teorinya benar, satu kepakan sayap burung camar akan cukup untuk mengubah arah cuaca selamanya. Kontroversi belum diselesaikan, tetapi bukti terbaru tampaknya mendukung camar laut. (Lorenz, Edward N. 1963. “The Predictability of Hydrodynamic Flow” (PDF). Transactions of the New York Academy of Sciences)

Menurut Lorenz, ketika dia gagal memberikan gelar untuk ceramah dia akan hadir pada pertemuan ke-139 dari Asosiasi Amerika untuk Kemajuan Ilmu Pengetahuan pada tahun 1972, Philip Merilees mengarang Apakah kepakan sayap kupu-kupu di Brazil memicu tornado di Texas? sebagai judul.

Meskipun kupu-kupu mengepakkan sayapnya tetap konstan dalam ekspresi konsep ini, lokasi kupu-kupu, konsekuensinya, dan lokasi konsekuensinya sangat bervariasi. (The Butterfly Effects: Variations on a Meme”)

Ungkapan tersebut merujuk pada gagasan bahwa sayap kupu-kupu mungkin menciptakan perubahan kecil di atmosfer yang pada akhirnya dapat mengubah jalur tornado atau menunda, mempercepat atau bahkan mencegah terjadinya tornado di lokasi lain.

Kupu-kupu tidak berdaya atau secara langsung menciptakan tornado, tetapi istilah ini dimaksudkan untuk menyiratkan bahwa kepakan sayap kupu-kupu dapat menyebabkan tornado: dalam arti bahwa kepakan sayap adalah bagian dari kondisi awal suatu web kompleks yang terhubung; satu set kondisi mengarah ke tornado sedangkan set kondisi lainnya tidak.

Sayap mengepakkan mewakili perubahan kecil dalam kondisi awal sistem, yang mengalir ke perubahan besar-besaran peristiwa (bandingkan: efek domino).

Seandainya kupu-kupu itu tidak mengepakkan sayapnya, lintasan dari sistem itu mungkin sangat berbeda — tetapi juga sama mungkin bahwa rangkaian kondisi tanpa kupu-kupu mengepakkan sayapnya adalah himpunan yang mengarah ke tornado.

Efek kupu-kupu menghadirkan tantangan yang jelas terhadap prediksi, karena kondisi awal untuk suatu sistem seperti cuaca tidak pernah dapat diketahui dengan akurat.

Masalah “Efek kupu-kupu” ini memotivasi pengembangan peramalan ensemble, di mana sejumlah prakiraan dibuat dari kondisi awal yang terganggu. (Woods, Austin. 2005. Medium-range weather prediction: The European approach; The story of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts. New York: Springer. p. 118. ISBN 978-0387269283).

Beberapa ilmuwan sejak itu berpendapat bahwa sistem cuaca tidak sensitif terhadap kondisi awal seperti yang diyakini sebelumnya. David Orrell berpendapat bahwa penyumbang utama kesalahan ramalan cuaca adalah kesalahan model, dengan sensitivitas terhadap kondisi awal yang memainkan peran yang relatif kecil.

Lihat pendapat David Orrell dalam “Role of the metric in forecast error growth: How chaotic is the weather?”. Tellus. 54A: 350–362 (2002) dalam Truth or Beauty: Science and the Quest for Order. New Haven: Yale University Press. p. 208. (2012).

Stephen Wolfram juga mencatat bahwa persamaan Lorenz sangat disederhanakan dan tidak mengandung istilah yang mewakili efek kental. Ia percaya bahwa istilah-istilah ini cenderung meredam gangguan kecil. (Wolfram, Stephen (2002). A New Kind of Science. Wolfram Media. p. 998).

Sementara “efek kupu-kupu” sering dijelaskan sebagai sinonim dengan ketergantungan sensitif pada kondisi awal dari jenis yang dijelaskan oleh Lorenz, metafora kupu-kupu awalnya diterapkan untuk pekerjaan yang diterbitkannya di 1969 yang membawa ide ini selangkah lebih maju.

Lorenz mengusulkan model matematika untuk bagaimana gerakan kecil di atmosfer meningkatkan pengaruh sistem yang lebih besar. Dia menemukan bahwa sistem dalam model itu hanya dapat diprediksi hingga titik tertentu di masa depan, dan di luar itu, mengurangi kesalahan dalam kondisi awal tidak akan meningkatkan prediktabilitas (selama kesalahan tidak nol).

Ini menunjukkan bahwa sistem deterministik dapat “tidak dapat dibedakan secara observasi” dari yang non-deterministik dalam hal prediktabilitas.

Pemeriksaan ulang menunjukkan bahwa ia menawarkan tantangan signifikan terhadap gagasan bahwa alam semesta kita deterministik, sebanding dengan tawaran tantangan fisika kuantum. (*)

Penulis Palontaraqhttps://palontaraq.id/
M. Farid W Makkulau, pemerhati budaya dan penikmat sejarah. Kerap kali menggunakan nama pena Etta Adil saat menulis reportase, karya fiksi dan laporan perjalanan. Pernah menggeluti 10 tahun dunia jurnalistik, sebelum memutuskan mengisolasi diri di lingkungan sekolah islam sebagai seorang guru Selengkapnya

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

- Advertisment -

HIGHLIGHT

Kantin Putri IMMIM dinyatakan sebagai Kantin Sehat

  Laporan: Nurhudayah Lihat pula: Ketua Tim Penggerak PKK Sulsel kunjungi Hotspot Center Putri IMMIM PALONTARAQ.ID - Satu lagi prestasi yang ditorehkan Pondok Pesantren Modern Putri IMMIM...

Ketua Tim Penggerak PKK Sulsel kunjungi Hotspot Center Putri IMMIM

  Lihat pula: Ketua TP PKK Sulsel kunjungi Ponpes Modern Putri IMMIM Laporan: Nurhudayah PALONTARAQ.ID - Dalam kunjungannya ke Kampus Pondok Pesantren Modern Putri IMMIM Pangkep,...

Santri Putri IMMIM Ikuti Program Pesantren Sehat

  Laporan: Nurhudayah PALONTARAQ.ID - Sebanyak 20-an santriwati didampingi Guru/Pembina Pondok Pesantren Modern (PPM) Putri IMMIM dari perwakilan berbagai tingkatan, Rabu kemarin (18/11/2020) mengikuti dengan hikmat...

Ketua TP PKK Sulsel Kunjungi Ponpes Putri IMMIM

  Laporan: Nurhudayah PALONTARAQ.ID - Ketua Tim Penggerak PKK Provinsi Sulawesi Selatan Lies F Nurdin secara mendadak melakukan kunjungan silaturrahim ke Pondok Pesantren (Ponpes) Modern Putri...