12/7/11

TEORIA DEL CAOS - Colaboradores

Alan Mathison Turing, OBE (23 de junio de 1912 en Maida Vale,Londres - 7 de junio de 1954 en Wilmslow, Cheshire) fue un matemático,informático teórico, criptógrafo y filósofo inglés.

Es considerado uno de los padres de la Ciencia de la computación siendo el precursor de la informática moderna. Proporcionó una influyente formalización de los conceptos de algoritmo y computación: la máquina de Turing. Formuló su propia versión de la hoy ampliamente aceptada Tesis de Church-Turing, la cual postula que cualquier modelo computacional existente tiene las mismas capacidades algorítmicas, o un subconjunto, de las que tiene una máquina de Turing. Durante la Segunda Guerra Mundial, trabajó en romper los códigos nazis, particularmente los de la máquina Enigma; durante un tiempo fue el director de la sección Naval Enigma del Bletchley Park. Tras la guerra diseñó uno de los primeros computadores electrónicos programables digitales en el Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido y poco tiempo después construyó otra de las primeras máquinas en la Universidad de Mánchester. Entre otras muchas cosas, también contribuyó de forma particular e incluso provocativa al enigma de si las máquinas pueden pensar, es decir a laInteligencia Artificial.

La carrera de Turing terminó súbitamente cuando fue procesado por su condición de homosexual. No se defendió de los cargos y se le dio a escoger entre la castración química o ir a la cárcel. Eligió lo primero y sufrió importantes consecuencias físicas, entre ellas la impotenciaDesam. Dos años después del juicio, en 1954, se suicidó.

Análisis criptográfico (ruptura de códigos)

Réplica de una máquina bombe

Durante la Segunda Guerra Mundial fue uno de los principales artífices de los trabajos del Bletchley Park para descifrar los códigos secretos nazis. Sus perspicaces observaciones matemáticas contribuyeron a romper los códigos de lamáquina Enigma y de los codificadores de teletipos FISH (máquinas de teletipos codificados que fabricaron conjuntamente Lorenz Electric y Siemens&Halske). Sus estudios del sistema Fish ayudarían al desarrollo posterior de la primeracomputadora programable electrónica digital llamada Colossus, la cual fue diseñada por Max Newman y su equipo, y construida en la Estación de Investigaciones Postales de Dollis Hill por un equipo dirigido por Thomas Flowersen 1943. Dicha computadora se utilizó para descifrar los códigos Fish (en concreto las transmisiones de la máquina Lorenz).

Para romper los códigos de la máquina Enigma y permitir a los aliados anticipar los ataques y movimientos militares Nazis, Turing diseñó la bombe, una máquina electromecánica —llamada así en reconocimiento de la diseñada por los polacosbomba kryptologiczna— que se utilizaba para eliminar una gran cantidad de claves enigma candidatas. Para cada combinación posible se implementaba eléctricamente una cadena de deducciones lógicas. Era posible detectar cuándo ocurría una contradicción y desechar la combinación. La bombe de Turing, con una mejora añadida que sugirió el matemático Gordon Welchman, era la herramienta principal que usaban los criptógrafos aliados para leer las transmisiones Enigma.

Los trabajos de ruptura de códigos de Turing han sido secretos hasta los años 1970; ni siquiera sus amigos más íntimos llegaron a tener constancia.

Estudios sobre la formación de patrones y la biología matemática

Turing trabajó desde 1952 hasta que falleció en 1954 en la biología matemática, concretamente en la morfogénesis. Publicó un trabajo sobre esta materia titulado "Fundamentos Químicos de la Morfogénesis" en 1952. Su principal interés era comprender la filotaxis de Fibonacci, es decir, la existencia de los números de Fibonacci en las estructuras vegetales. Utilizó ecuaciones de reacción-difusión que actualmente son cruciales en el campo de la formación de patrones. Sus trabajos posteriores no se publicaron hasta 1992 en el libro "Obras Completas de A. M. Turing".

Benoît Mandelbrot

Benoît Mandelbrot (Varsovia, Polonia, 20 de noviembre de 1924 Cambridge, Estados Unidos, 14 de octubre de 20101 ) fue un matemático conocido por sus trabajos sobre los fractales. Es considerado el principal responsable del auge de este dominio de las matemáticas desde el inicio de los años setenta, y del interés creciente del público. En efecto, supo utilizar la herramienta que se estaba popularizando en ésta época - elordenador - para trazar los más conocidos ejemplos de geometría fractal: el conjunto de Mandelbrot por supuesto, así como los conjuntos de Juliadescubiertos por Gaston Julia quien inventó las matemáticas de los fractales, desarrollados luego por Mandelbrot.

Logros científicos

Principal creador de la Geometría Fractal, al referirse al impacto de esta disciplina en la concepción e interpretación de los objetos que se encuentran en la naturaleza. En 1982 publicó su libro Fractal Geometry of Nature en el que explicaba sus investigaciones en este campo. La geometría fractal se distingue por una aproximación más abstracta a la dimensión de la que caracteriza a la geometría convencional.

El profesor Mandelbrot se interesó por cuestiones que nunca antes habían preocupado a los científicos, como los patrones por los que se rigen larugosidad o las grietas y fracturas en la naturaleza.

Mandelbrot sostuvo que los fractales, en muchos aspectos, son más naturales, y por tanto mejor comprendidos intuitivamente por el hombre, que los objetos basados en la geometría euclidiana, que han sido suavizados artificialmente.

Las nubes no son esferas, las montañas no son conos, las costas no son círculos, y las cortezas de los árboles no son lisas, ni los relámpagos viajan en una línea recta.
Mandelbrot, de su libro Introduction to The Fractal Geometry of Nature

Conjunto de Mandelbrot

Artículo principal: Conjunto de Mandelbrot

El conjunto de Mandelbrot es un conjunto matemático de puntos en el plano complejo, cuyo borde forma un fractal. Este conjunto se define así, en el plano complejo:

Sea c un número complejo cualquiera. A partir de c, se construye una sucesión por inducción:

 \left \{ \begin{matrix}   z_0     & = & 0 \qquad \ & \mbox{(término inicial)} \qquad  \\   z_{n+1} & = & z_n^2 + c  & \mbox{(relación de inducción)} \end{matrix} \right.

Si esta sucesión queda acotada, entonces se dice que c pertenece al conjunto de Mandelbrot, y si no, queda excluido del mismo.

Edward Lorenz (EFECTO MARIPOSA)

Para el físico y matemático holandés Lorentz, véase Hendrik Antoon Lorentz.

Edward Norton Lorenz (23 de mayo de 191716 de abril de 2008) fue un matemático y meteorólogo estadounidense, pionero en el desarrollo de la teoría del caos. Fue quien introdujo el concepto de atractores extraños y acuñó el términoefecto mariposa.

Reacción de Beloúsov-Zhabotinski

La Reacción de Beloúsov-Zhabotinski, o Reacción BZ es una reacción oscilante que sirve cómo ejemplo clásico de lateoría del caos. Fue descubierta independientemente por Borís Pávlovich Beloúsov y Anatol Zhabotinski.

Definición de reacción química oscilante

El concepto básico de reacción química nos dice que ésta consiste en una serie de sustancias químicas llamadas reactivosque puestas en contacto reaccionan entre sí dando lugar a los productos. Esperando un tiempo necesario, entre reactivos y productos se alcanza un equilibrioDesam donde la relación de concentraciones entre reactivos y productos permanece constante. Es decir, en general sólo un cierto porcentaje de reactivos se convierten en productos, de manera que en el equilibrio tenemos una mezcla de reactivos y productos.

En el caso de la reacción oscilante nos encontramos en una situación fuera del equilibrio, es decir antes de que pase el tiempo necesario para llegar al equilibrio, donde la mezcla reactiva oscila entre contenter prácticamente solo reactivos y prácticamente solo productos.

Si las oscilaciones son periódicas nos encontramos en el régimen regular. En caso contrario nos encontramos en régimen caótico.

[editar]Historia

El descubrimiento del fenómeno se le acredita a Borís Pávlovich Beloúsov, quien se dio cuenta en la década de los 50 (los datos cambian dependiendo de la fuente pero contenidos en un rango de 1951 a 1958), que en una mezcla de bromato potásico, sulfato de cerio (IV), ácido malónico y ácido cítrico, la concentración de los iones Ce(IV) y Ce(III) oscilaba, notándose esto mediante la oscilación de color de la reacción de un color amarillo a incoloro. Esto es debido a que los iones de Ce (IV) son reducidos por el ácido malónico a Ce(III), que son oxidados de nuevo a Ce(IV) por los iones de bromo (V).

Belousov hizo dos intentos de publicar su hallazgo, pero fue rechazado al no ser capaz de explicar sus resultados de forma que satisficieran a los editores de las revistas en las que lo presentó. Su trabajo fue publicado finalmente en una revista menos respetable.

Más tarde, en 1961, un estudiante llamado A. M. Zhabotinski redescubrió la secuencia de esta reacción, aunque los resultados de su trabajo no fueron ampliamente diseminados, y él no era conocido hasta una conferencia en Praga en 1968.

[editar]Diferentes reacciones de Belousov-Zhabotinsky

La reacción de BZ es en esencia una reacción redox en la que se oxida el ácido malónico por bromatos en un medio ácido.

Constituye una mezcla reactiva muy compleja:

  • Ácido malónico
  • Ácido inorgánico, que puede ser el sulfúrico
  • Una sal que aporte iones bromato (BrO3-)
  • Una sal que aporte iones bromuro (Br-)
  • Una sal de hierro (Fe2+)
  • Una solución acuosa

Precisemos que un ion es un átomo o grupo de átomos cargados eléctricamente y que sus cargas son el resultado de la ganancia o pérdida de uno o más electrones. Cuando un ion se oxida pierde electrones y cuando se reduce los gana. Se utiliza un indicador redox llamado ferroina, así, los iones de hierro en el estado reducido (Fe2+) dan una coloración roja, y al oxidarse se convierten en Fe3+ (con ferroina), de coloración azul.

Para realizar la medida más precisa de las oscilaciones y poder comprobar su carácter caótico, se emplean electrodos conectados a un dispositivo capaz de medir las diferencias de potencial electrostático (un voltíemtro). Dichas referencias de potencial están relacionadas con las concentraciones a través de la ecuación de Nernst, de manera que las oscilaciones en potencial son equivalentes en cuanto al comportamiento caótico se refiere, a las concentraciones de las diferentes especies químicas implicadas en la reacción.

Robert May, Barón de mayo de Oxford

Robert McCredie de mayo, el barón de mayo de Oxford , OM , AC , PRS (nacido el 8 de enero de 1936) es un australianocientífico que ha sido asesor científico del Gobierno británico , el presidente de la Royal Society , y profesor en yPrinceton . En la actualidad es Profesor conjunta en Oxford y el Imperial College de Londres . Es miembro del Merton College de Oxford y crossbencher en laCámara de los Lores y un miembro designado del Consejo de la Asociación Británica de Ciencia . Él es también un miembro del Consejo Asesor de laCampaña para la Ciencia e Ingeniería .

El cambio climático cooperación

A pesar de un ateo desde los 11 años, de mayo ha afirmado que la religión puede ayudar a hacer frente la sociedad con el cambio climático. Al referirse a lo que él cree que es una estructura rígida de la religión fundamentalista, señaló que los aspectos co-operativa de la no-religión fundamentalista de hecho, puede ayudar con el cambio climático. Cuando se le preguntó si los líderes religiosos deben hacer más para persuadir a la gente a combatir el cambio climático, afirmó que era absolutamente necesario. [ 4 ]

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