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Wege ins Chaos

Das Lorenz-System als periodisches System

Das Lorenz-System zeigt einen interessanten Weg ins Chaos, der als Krise und Intermittenz bzw. Pomeau-Manneville-Szenario bezeichnet wird.

Der Attraktor des Lorenz-Systems durchläuft starke qualitative Veränderungen auf dem Weg ins Chaos. Diese Veränderungen deuten sich in der Nähe von Phasenübergängen durch Intermittenzen in den Zeitreihen an, bei denen ein einfacher periodischer Grenzzyklus zunehmend „aus dem Tritt gerät“, bis er sich beim Überschreiten der Grenze zum Chaos völlig verändert hat. 

Die Animation zeigt das Lorenz-System für r = 350. Der einfache Grenzzyklus lässt die spätere (chaotische) Form noch nicht erahnen. 

Lorenz ohne Chaos

Die generierenden Gleichungen lauten:  
   
  

 

Periodenverdopplung

Wird r verringert kommt es zunächst zu Periodenverdopplungen.   

Die Animation zeigt das Lorenz-System für r = 166. Der Grenzzyklus hat seine Periode verdoppelt.

 

Lorenz-System

Übegang zum Chaos

Das Die Animation zeigt das Lorenz-System für r = 120. Das Verhalten wird zunehmend komplexer und die reguläre, zyklische Gestalt verliert sich. 

Lorenz System

Chaos

Die Animation zeigt das Lorenz-System für r = 29. Das Verhalten ist nun chaotisch. 

Lorenz-System  

Abbildung: Therapeutisches Chaos

Die Abbildung stammt aus einem Forschungsprojekt zum therapeutischen Chaos. Zwei Psychotherapien wurden in 10-Sekundenintervallen aufwändig kodiert. Die Abbildung zeigt für eine der beiden Therapien die Stärke des Schmetterlingseffektes im Verlauf der Therapie (lokaler Lyapunov-Exponent). Im gesamten Verlauf der Therapie liegt Chaos vor. D.h. die Entwicklung ist nicht langfristig vorhersagbar. Starke Veränderungen sind markiert. Die Pfeile markieren synchron bei Therapeut und Klientin (rot) bzw. nicht synchron (blau) auftretende sprunghafte Veränderungen. Markiert wurden die jeweils größten Veränderungen.
(Strunk, G. (2004) Organisierte Komplexität)

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