Gør det enkle kompleks:Synkroniseringsforskere dykker ned i rodet

De fleste mennesker ser havbølgerne og undrer sig vagt over, hvorfor nogle er store og nogle er små - eller kigger ind i en brusende ild og er nysgerrige på, hvad der får flammerne til at bevæge sig, som de gør - tilsyneladende uden rim eller grund.

For de fleste, disse er forbigående nysgerrigheder, som der ikke er tænkt lidt over uden for øjeblikket. Bare et mysterium om livet. Men for dem, der studerer spørgsmålene om kompleksitet og synkronisering, de nøjes ikke med ikke at forstå mønstrene. De vil forstå tilsyneladende mærkelig adfærd i håb om måske at kunne forudsige det i fremtiden.

Postdoktorer Karen Blaha og Fabio Della Rossa er to sådanne forskere, studere det område, der er kendt som synkronisering, arbejder under Francesco Sorrentino, lektor i maskinteknik ved University of New Mexico's School of Engineering.

De er to forfattere til et papir, der for nylig blev offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve kaldet "Cluster Synchronization in Multilayer Networks:A Fully Analog Experiment with LC Oscillators with Physically Dissimilar Coupling, "som udforskede synkroniseringen - alle sammen eller i par - af elektroniske kredsløb, der kommunikerer på to måder - via tråd eller trådløst.

Medforfattere på papiret er Sorrentino, Mani Hossein-Zadeh og Ke Huang, fra Institut for Elektroteknik og Computeringeniør, og Louis Pecora fra U.S. Naval Research Laboratory.

Synkronisering, de forklarer, er en simpel, men kompleks idé, der findes i mange menneskelige systemer, herunder biologi, menneskelig adfærd og alle grene af videnskab og teknik. Det starter som en handling, såsom en lynfe, der lyser eller en person, der klapper ved en koncert, og fortsætter, når systemer bliver forbundet eller synkroniseret, hvilket fører til en sværm af insekter, der lyser op, eller en hel skare af tusinder klapper.

Della Rossa forklarede, at et meget visuelt eksempel på denne idé kan findes på Millennium Bridge i London, som blev fundet kort efter dets konstruktion for at have "synkron lateral excitation". Mens folk gik på broen, den havde en naturlig svajbevægelse, hvilket fik folk på broen til at svaje i takt med at modvirke effekten, hvilket forværrede påvirkningen, efterhånden som flere mennesker deltog. Denne effekt var ikke forudset af de ingeniører, der designede broen.

Blaha og Della Rossa sagde, at selvom synkronisering af effekter findes i næsten alt, fra systemerne i menneskekroppen til kærlighed (Della Rossa er forfatter til en bog kaldet Modeling Love Dynamics, som forsøger at anvende matematiske modeller til at forklare romantisk tiltrækning), det er generelt ikke godt undersøgt eller forudset af forskere eller ingeniører, der ofte finder de ikke-lineære aspekter af studieretningen "rodet." Det er, hvad de gerne vil ændre.

Ved hjælp af matematisk modellering, eller hvad Blaha kalder "legende matematik, "de vil i sidste ende gerne udvikle modeller, der kan hjælpe forskere med at redegøre for synkronisering i deres forskning, hvilket forhåbentlig fører til mere præcise resultater.

"Mange forskere vil undgå kompleksitet, men systemer, vi meget gerne vil forstå, som om hjernen udviser stor kompleksitet, så det er en udfordring, vi skal tage til os, "Sagde Blaha.