Encounter with Chaos: Self-Organized Hierarchical Complexity in Semiconductor Experiments

زندگی ما یک فرآیند بسیار غیرخطی است. با تولد شروع می شود و با مرگ به پایان می رسد. در این بین فراز و نشیب های زیادی وجود دارد. اغلب، ما بر این باوریم که موقعیت‌های باثبات و ثابت، که احتمالاً به راحتی با خطی‌سازی به تصویر کشیده می‌شوند، بهشتی هستند، اما در حال حاضر پس از یک دوره کوتاه روتین روزمره، ما معمولاً خسته می‌شویم و به دنبال تغییر هستیم، یعنی غیرخطی‌ها. اگر مدتی تأمل کنیم، متوجه می شویم که زندگی و ادراکات ما عمدتاً توسط پدیده های غیرخطی تعیین می شود، مثلاً رویدادهایی که به طور ناگهانی و غیرمنتظره رخ می دهند. ممکن است از مدت زمانی که دانشمندان سعی کردند جهان ما را با مدل هایی بر اساس آنساتز خطی توضیح دهند، تعجب کرد. به دلیل فقدان الگوهای غیرخطی معمولی، اگرچه همه افراد غیرخطی را تجربه کردند، هیچ کس نتوانست آنها را طبقه بندی کند و بنابراین آنها را بیشتر مطالعه کند. اکتشافات چند دهه اخیر سرانجام دسترسی به دنیای پدیده های غیرخطی را فراهم کرده و زمینه تحقیقات بین رشته ای منحصر به فردی را آغاز کرده است: علم غیرخطی. برخلاف تمایل عمومی علم به شاخه شدن و تخصصی شدن بیشتر در نتیجه هر پیشرفتی، علم غیرخطی بسیاری از رشته های مختلف را گرد هم آورده است. انگیزه این امر نه تنها به دلیل اهمیت بسیار زیاد غیرخطی ها برای علم، بلکه به دلیل سادگی شگفت انگیز مفاهیم است. مدل هایی مانند نقشه لجستیک می توانند به راحتی توسط دانش آموزان دبیرستانی قابل درک باشند و بینش های انقلابی جدیدی را در درک علمی ما به ارمغان آورده اند.

Our life is a highly nonlinear process. It starts with birth and ends with death; in between there are a lot of ups and downs. Quite often, we believe that stable and steady situations, probably easy to capture by linearization, are paradisiacal, but already after a short period of everyday routine we usually become bored and seek change, that is, nonlinearities. If we reflect for a while, we notice that our life and our perceptions are mainly determined by nonlinear phenomena, for example, events occurring suddenly and unexpectedly. One may be surprised by how long scientists tried to explain our world by models based on a linear ansatz. Due to the lack of typical nonlinear patterns, although everybody experienced nonlinearities, nobody could classify them and, thus,· study them further. The discoveries of the last few decades have finally provided access to the world of nonlinear phenomena and have initiated a unique inter­ disciplinary field of research: nonlinear science. In contrast to the general tendency of science to become more branched out and specialized as the result of any progress, nonlinear science has brought together many different disciplines. This has been motivated not only by the immense importance of nonlinearities for science, but also by the wonderful simplicity ohhe concepts. Models like the logistic map can be easily understood by high school students and have brought revolutionary new insights into our scientific under­ standing.