Edward Lorenz

Edward Norton Lorenz
Conhecido(a) por Atractor de Lorenz, efeito borboleta
Nascimento 23 de maio de 1917
West Haven
Morte 16 de abril de 2008 (90 anos)
Cambridge (Massachusetts)
Nacionalidade Estadunidense
Alma mater Faculdade de Dartmouth, Universidade Harvard, Instituto de Tecnologia de Massachusetts
Prêmios Medalha Carl-Gustaf Rossby (1969), Prêmio Crafoord (1983), Medalha Elliott Cresson (1989),[1] Prêmio Kyoto (1991), Medalha de Ouro Lomonossov (2004), Medalha Buys Ballot (2004)
Orientador(es)(as) James Murdoch Austin
Orientado(a)(s) Kevin Trenberth
Instituições Instituto de Tecnologia de Massachusetts
Campo(s) Matemática, meteorologia e filosofia

Edward Norton Lorenz (West Haven, 23 de Maio de 1917 — Cambridge, 16 de Abril de 2008) foi um meteorologista, matemático e filósofo estadunidense.

Seus trabalhos com os fundamentos matemáticos do sistema de equações da meteorologia nos laboratórios do MIT na década de 1960 foram os primeiros estudos do que na teoria do caos se denominou posteriormente por atrator estranho. Isto é, a partir de estados iniciais ligeiramente diferentes, o sistema de equações diferenciais representando o estado de um fluido em convecção térmica utilizado então como protótipo do estado atmosférico, resultava em soluções completamente diferentes entre si.

Lorenz sabia que um conjunto finito de equações diferenciais parciais poderia ser escrito como um conjunto infinito de equações algébricas. Assim, o conjunto de seis equações diferenciais parciais descrevendo a escoamento convectivo na atmosfera foi reescrito como um conjunto de pouco mais de uma dezena de equações algébricas como aproximação da solução no computador. O resultado foi surpreendente para ele. Além de soluções periódicas (representando as conhecidas soluções das ondas atmosféricas), Lorenz mostrou a existência de soluções na forma de ondas quase periódicas e também na forma de soluções aperiódicas (não ondulatórias e estocásticas).

Inicialmente ele buscou por erros no modelo numérico e sua representação, erros esses que poderiam ser associados à solução computacional de um sistema diferencial, mas logo percebeu que o modelo e a integração numérica estavam formalmente corretas e a estabilidade computacional garantida. Então entendeu que as diferentes soluções tinham origem diretamente na natureza intrínseca do sistema de equações utilizado. Hoje se sabe que o sistema de equações diferenciais da atmosfera pode ser classificado como um sistema de equações diferenciais dinâmicas, que são extremamente sensíveis às variações do estado inicial.

As consequências do trabalho de Lorenz iam em direção ao conhecimento da previsibilidade atmosférica, que ele mostrou não passar de quinze dias. Isto é, a partir de quinze dias as diferentes previsões de tempo inicializadas com estados iniciais praticamente iguais divergiam significativamente. então, devido aos erros instrumentais nas medidas das variáveis atmosféricas e os problemas de definição de um estado inicial global para a previsão, a chamada previsão do tempo determinística mostrava-se possível somente até quinze dias no máximo.

Os modelos desenvolvidos por Edward Lorenz que poderiam auxiliar na previsão dos padrões meteorológicos, se baseavam em doze equações que aplicadas em sequência, de forma a que a solução de uma variável realimenta as forçantes das demais equações. Ou seja, Lorenz tinha em mãos um sistema complexo do ponto de vista cibernético, que admitia retroalimentações.

Estes fatores onde as alterações dinâmicas de resultados alargam as probabilidades de determinadas previsões, podem levar a resultados surpreendentes, ora para o caos extremo, ora para resultados de forma ondulatória (determinados).

As consequências teóricas do trabalho de Lorenz foram compreendidas bem após os anos 1960 com o desenvolvimento da teoria do Caos por Yorke, a partir da teoria dos grupos de Galois.

Atrator de Lorenz

Uma solução no atrator de Lorenz plotada em alta resolução no plano x-z.

Lorenz construiu um modelo matemático do modo como o ar se move na atmosfera, chegando à conclusão que pequenas variações nos valores iniciais das variáveis do seu modelo levavam a resultados muito divergentes. Esta sensibilidade às circunstâncias iniciais veio depois a ser conhecida como o efeito borboleta. Lorenz publicou as suas conclusões num trabalho seminal intitulado Deterministic Nonperiodic Flow, em que descreveu um sistema relativamente simples de equações que resultam num padrão de complexidade infinita, o Atractor de Lorenz.

Nascido em 1917, Lorenz formou-se em matemática na Universidade de Harvard e na Dartmouth College. Cinco anos depois, em 1943, se graduou em meteorologia no MIT.

Morreu em 16 de Abril de 2008, uma vez citou:

"Desde criança, sempre tive interesse pelos números e fascínio pelas mudanças do clima", escreveu na autobiografia que havia começado a redigir.

Publicações

Lorenz publicou muitos livros e artigos, uma seleção dos quais pode ser encontrada abaixo. Uma lista mais completa pode ser encontrada no site do Lorenz Center: link

  • 1955 Available potential energy and the maintenance of the general circulation. Tellus. Vol. 7; 2. Link
  • 1963 Deterministic nonperiodic flow. Journal of the Atmospheric Sciences. Vol. 20: 130–141. Link.
  • 1967 The nature and theory of the general circulation of atmosphere. World Meteorological Organization. Vol. 218. Link
  • 1969 Three approaches to atmospheric predictability. Bulletin of the American Meteorological Society. Vol. 50; 345–349. Link
  • 1972 Predictability: Does the Flap of a Butterfly's Wings in Brazil Set Off a Tornado in Texas? American Association for the Advancement of Sciences; 139th meeting. Link
  • 1976 Nondeterministic theories of climate change. Quaternary Research. Vol. 6. Link
  • 1990 Can chaos and intransitivity lead to interannual variability? Tellus. Vol. 42A. Link
  • 2005 Designing Chaotic Models. Journal of the Atmospheric Sciences. Vol. 62, No. 5: 1574–1587. Link

Ver também

Referências

  1. «Laureates» (pdf) (em inglês). The Franklin Institute. Consultado em 1 de julho de 2015. Cópia arquivada em 1 de julho de 2015  A referência emprega parâmetros obsoletos |língua2= (ajuda)

Ligações externas

  • O atractor de Lorenz
  • v
  • d
  • e
1875 — 1900
1870s

1875: William Gibson Arlington Bonwill, Fiss, Banes, Erben & Co., William Weightman, W.P. Tatham, Benjamin Chew Tilghman e Joseph Zentmayer  · 1877: John Charlton e P. H. Dudley  · 1878: Henry Bower, Cyrus Chambers e Williams Farr Goodwin  · 1879: Norbert Delandtsheer  · 1880: L. H. Spellier

1880s

1881: William Woodnut Griscom  · 1885: Cyprien Chabot e Frederick Siemens  · 1886: Patrick Bernard Delany, Thaddeus S. C. Lowe, Ott & Brewer, Pratt & Whitney, R. H. Ramsay e Liberty Walkup  · 1887: Charles F. Albert, Hugo Bilgram, Alfred H. Cowles, Eugene H. Cowles e Thomas Shaw  · 1889: Edward Alfred Cowper, Ottmar Mergenthaler, T. Hart Robertson e George Frederick Simonds  · 1890: J. B. Hammond, Herman Hollerith e Mayer Hayes & Co.

1890s

1891: Stockton Bates, James H. Bevington, Bradley Allen Fiske, Tinius Olsen, Edwin F. Shaw, Samuel Matthews Vauclain e George M. Von Culin  · 1892: Philip H. Holmes e Henry M. Howe  · 1893: Clifford H. Batchellor, Frederic Eugene Ives, George E. Marks e Paul von Jankó  · 1894: Nikola Tesla  · 1895: Henry M. Howe, James Peckover e Lester Allan Pelton  · 1896: Patrick Bernard Delany e Tolbert Lanston  · 1897: Hamilton Castner, Elisha Gray, Charles Francis Jenkins, Wilhelm Conrad Röntgen e Joseph Wilckes  · 1898: Wilbur Olin Atwater, Thomas Corscaden, Clemens Hirschel, Henri Moissan e Edward Bennett Rosa  · 1900: American Cotton Company, Louis Edward Levy, Pencoyd Iron Works, Serviço Geológico dos Estados Unidos e Carl Auer von Welsbach

1901 — 1950
1900s

1901: Rudolf Diesel, John S. Forbes, L. M. Haupt, Mason and Hamlin e A. G. Waterhouse  · 1902: C. E. Acker, Frederick Taylor e Maunsel White  · 1903: G. H. Clam, J. L. Ferrell, Wilson Lindsley Gill, Victor Goldschmidt e Frank Julian Sprague  · 1904: James Mapes Dodge, Wilson Lindsley Gill, Hans Goldschmidt, L. E. Levy, L.D. Lovekin, A. E. Outerbridge, Jr. e J. C. Parker  · 1905: Elisha Gray e M. I. Pupin  · 1906: American Paper Bottle Company e William J. Hammer  · 1907: Baldwin Locomotive Works, J. L. Borsch, J. Allen Heany, F. Philips e Edward R. Taylor  · 1908: Romeyn Beck Hough e Anatole Mallet  · 1909: Marie Curie, Pierre Curie, Wolfgang Gaede, James Gayley, Auguste e Louis Lumière, George Owen Squier, Benjamin Talbot,
W. V. Turner, Underwood Typewriter Company, Alexis Vernasz e H. A. Wise Wood  ·
1910: Automatic Electric Company, John A. Brashear, Peter Cooper Hewitt, John Fritz, Robert Hadfield, Ernest Rutherford,
Joseph John Thomson, Edward Weston e Harvey W. Wiley

1910s
1920s

1923: Lee De Forest, Raymond D. Johnson e Albert Kingsbury  · 1925: Francis Hodgkinson  · 1926: George Ellery Hale e Charles S. Hastings  · 1927: Dayton Miller e Edward Leamington Nichols  · 1928: Gustaf W. Elmen, Henry Ford, Vladimir Karapetoff e Charles Lawrance  · 1929: James Irvine, Chevalier Jackson e Elmer Ambrose Sperry  · 1930: Norman Rothwell Gibson e Irving Edwin Moultrop

1930s
1940s

1941: Marinha dos Estados Unidos  · 1942: Claude Hudson e Isidor Isaac Rabi  · 1943: Charles Metcalf Allen  · 1944: Roger Adams  · 1945: Stanford Caldwell Hooper e Lewis Ferry Moody  · 1946: Gladeon M. Barnes  · 1948: Edwin H. Colpitts  · 1950: Basil Schonland

1951 — 1997
1950s

1952: Edward Molina e H. Birchard Taylor  · 1953: William Blum, George Russell Harrison e William Frederick Meggers  · 1955: Frank Philip Bowden  · 1957: Willard Frank Libby, Reginold James Seymour Pigott e Robert Watson-Watt  · 1958: Joseph C. Patrick e Stephen Timoshenko  · 1959: John Hays Hammond, Henry Charles Harrison e Irving Wolff  · 1960: Hugh Latimer Dryden, Arpad Nadai e William Francis Gray Swann

1960s

1961: Donald Arthur Glaser, Rudolf Mössbauer, Reinhold Rudenberg e James Van Allen  · 1962: James Gilbert Baker e Wernher von Braun  · 1963: Nicholas Christofilos e Grote Reber  · 1964: Waldo Semon, Richard V. Southwell e Robert R. Wilson  · 1965: Donald Van Slyke  · 1966: Herman Francis Mark  · 1968: Neil Bartlett  · 1969: Henry Eyring e Peter Carl Goldmark  · 1970: Walter Zinn

1970s

1971: Paul John Flory e John Hasbrouck Van Vleck  · 1972: Brian David Josephson e Bill Lear  · 1973: Allan Rex Sandage e John Paul Stapp  · 1974: Theodore L. Cairns, Robert Henry Dicke, Arie Jan Haagen-Smit e Bruno Rossi  · 1975: Mildred Cohn e Michael James Lighthill  · 1976: Leon Max Lederman  · 1978: Herbert Charles Brown e Frank H. Stillinger  · 1979: Steven Weinberg  · 1980: Riccardo Giacconi

1980s

1981: Marion King Hubbert  · 1982: Harold P. Eubank e Edgar Bright Wilson  · 1984: Elizabeth Neufeld  · 1985: Robert N. Clayton e Andrei Sakharov  · 1986: Leo Kadanoff  · 1987: Gerd Binnig e Heinrich Rohrer  · 1988: Harry George Drickamer  · 1989: Edward Lorenz  · 1990: Marlan Scully

1990s
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