Is our climate headed for a mathematical tipping point? - Victor J. Donnay

187,005 views ・ 2014-10-23

TED-Ed


אנא לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית למטה כדי להפעיל את הסרטון.

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Tal Dekkers
00:07
For most of us, two degrees Celsius is a tiny difference in temperature,
0
7076
4357
עבור רובנו, שתי מעלות צלזיוס זה הפרש זעיר בטמפרטורה.
00:11
not even enough to make you crack a window.
1
11433
2927
אפילו לא מספיק לגרום לכם לפתוח חלון.
00:14
But scientists have warned that as CO2 levels in the atmosphere rise,
2
14360
4297
אבל מדענים הזהירו שכשרמות הפחמן הדו חמצני באטמוספריה יעלו,
00:18
an increase in the Earth's temperature by even this amount
3
18657
3816
עליה בחום כדור הארץ אפילו ברמה הזו
00:22
can lead to catastrophic effects all over the world.
4
22473
3717
יכולה להוביל לאפקטים הרסניים בכל רחבי העולם.
00:26
How can such a small measurable change in one factor
5
26190
3736
איך שינוי מדיד כזה קטן במדד אחד
00:29
lead to massive and unpredictable changes in other factors?
6
29926
4646
יכול להוביל לשינוי מסיבי ולא צפוי במדדים אחרים?
00:34
The answer lies in the concept of a mathematical tipping point,
7
34572
3841
התשובה נמצאת ברעיון של נקודת הטיה מתמטית,
00:38
which we can understand through the familiar game of billiards.
8
38413
3933
שאנחנו יכולים להבין לפי המשחק המוכר ביליארד.
00:42
The basic rule of billiard motion is
9
42346
2084
החוק הבסיסי של התנועה בביליארד הוא
00:44
that a ball will go straight until it hits a wall,
10
44430
2882
הוא שכדור ינוע ישר עד שהוא יפגע בקיר,
00:47
then bounce off at an angle equal to its incoming angle.
11
47312
3818
אז יחזור בזוית שווה לזווית הפגיעה שלו.
00:51
For simplicity's sake, we'll assume that there is no friction,
12
51130
2910
לשם הפשטות, נניח שאין חיכוך,
00:54
so balls can keep moving indefinitely.
13
54040
2913
אז כדורים ימשיכו לנוע לתמיד.
00:56
And to simplify the situation further,
14
56953
2041
וכדי לפשט את המצב עוד יותר,
00:58
let's look at what happens with only one ball on a perfectly circular table.
15
58994
5068
בואו נביט במה שקורה עם כדור אחד על שולחן עגול מושלם.
01:04
As the ball is struck and begins to move according to the rules,
16
64062
3295
כשהכדור נפגע ומתחיל לנוע לפי החוקים,
01:07
it follows a neat star-shaped pattern.
17
67357
3145
הוא עוקב אחרי תבנית כוכב נאה.
01:10
If we start the ball at different locations,
18
70502
2165
אם נתחיל את הכדור במקומות שונים,
01:12
or strike it at different angles, some details of the pattern change,
19
72667
3751
או נפגע בו בזוויות שונות, כמה פרטים של התבנית משתנים,
01:16
but its overall form remains the same.
20
76418
3267
אבל הצורה הכללית שלה נשארת זהה.
01:19
With a few test runs, and some basic mathematical modeling,
21
79685
3062
עם כמה נסיונות, וכמה מודלים מתמטיים בסיסים,
01:22
we can even predict a ball's path before it starts moving,
22
82747
3574
אנחנו יכולים אפילו לצפות את מסלול הכדור לפני שהוא יתחיל לנוע,
01:26
simply based on its starting conditions.
23
86321
2655
פשוט בהתבסס על תנאי ההתחלה שלו.
01:28
But what would happen if we made a minor change
24
88976
2398
אבל מה יקרה אם נעשה שינוי זעיר
01:31
in the table's shape by pulling it apart a bit,
25
91374
3251
בצורה של השולחן על ידי משיכתו מעט,
01:34
and inserting two small straight edges along the top and bottom?
26
94625
4786
והכנסת שני קצוות ישרים קטנים בחלק העליון והתחתון?
01:39
We can see that as the ball bounces off the flat sides,
27
99411
2646
אנחנו יכולים לראות שכשהכדור מוחזר מהצדדים החלקים,
01:42
it begins to move all over the table.
28
102057
2523
הוא מתחיל לנוע על פני כל השולחן.
01:44
The ball is still obeying the same rules of billiard motion,
29
104580
3445
הכדור עדיין מציית לאותם חוקים של תנועת ביליארד,
01:48
but the resulting movement no longer follows any recognizable pattern.
30
108025
4918
אבל התנועה שלו כתוצאה לא עוקבת יותר אחרי תבנית מוכרת.
01:52
With only a small change to the constraints
31
112943
2357
עם רק שינוי קטן למגבלות
01:55
under which the system operates,
32
115300
1775
תחתן המערכת פועלת,
01:57
we have shifted the billiard motion
33
117075
1547
שינינו את תנועת הביליארד
01:58
from behaving in a stable and predictable fashion,
34
118622
3128
מהתנהגות יציבה וצפויה,
02:01
to fluctuating wildly,
35
121750
2233
לשינויים פראיים,
02:03
thus creating what mathematicians call chaotic motion.
36
123983
4161
ולכן נוצר מה שמתמטיקאים קוראים לו תנועה כאוטית.
02:08
Inserting the straight edges into the table acts as a tipping point,
37
128144
3621
הכנסת הקצוות הישרים לתוך השולחן פועל כמו נקודת הטיה,
02:11
switching the systems behavior from one type of behavior (regular),
38
131765
4333
ומעביר את התנהגות המערכת מסוג אחד של התנהגות (רגילה),
02:16
to another type of behavior (chaotic).
39
136098
4102
לסוג אחר של התנהגות (כאוטית).
02:20
So what implications does this simple example have for the much more complicated
40
140200
4049
אז אילו השלכות יש לדוגמה הפשוטה הזו על המציאות
02:24
reality of the Earth's climate?
41
144249
2670
המורכבת בהרבה של אקלים כדור הארץ?
02:26
We can think of the shape of the table as being analogous to the CO2 level
42
146919
3611
אנחנו יכולים לחשוב על הצורה של השולחן כאנלוגית לרמת הפד"ח
02:30
and Earth's average temperature:
43
150530
2291
והטמפרטורה הממוצעת של כדור הארץ:
02:32
Constraints that impact the system's performance
44
152821
2296
אילוצים שמשפיעים על ביצועי המערכת
02:35
in the form of the ball's motion or the climate's behavior.
45
155117
3776
בצורה של תנועת כדור או התנהגות האקלים.
02:38
During the past 10,000 years,
46
158893
2160
במהלך 10,000 השנים האחרונות,
02:41
the fairly constant CO2 atmospheric concentration of
47
161053
3480
ריכוז הפד"ח הדי קבוע באטמוספירה
02:44
270 parts per million kept the climate within a self-stabilizing pattern,
48
164533
6061
של 270 חלקיקים למליון שמר על האקלים בתבנית שמייצבת את עצמה,
02:50
fairly regular and hospitable to human life.
49
170594
2911
די רגיל ומסביר פנים לאנושות.
02:53
But with CO2 levels now at 400 parts per million,
50
173505
3566
אבל עם רמות פד"ח עכשיו ב 400 חלקיקים למליון,
02:57
and predicted to rise to between 500 and 800 parts per million
51
177071
3960
וצפויות לעלות לבין 500 ל 800 חלקיקים למליון
03:01
over the coming century, we may reach a tipping point where
52
181031
3109
במשך המאה הזו, אנחנו נגיע לנקודת הטיה בה
03:04
even a small additional change in the global average temperature
53
184140
3596
אפילו לשינוי קטן נוסף בממוצע הטמפרטורות הגלובלי
03:07
would have the same effect as changing the shape of the table,
54
187736
3712
יהיה את אותו אפקט כמו שינוי צורת השולחן,
03:11
leading to a dangerous shift in the climate's behavior,
55
191448
2827
מה שיוביל לשינוי מסוכן בהתנהגות האקלים,
03:14
with more extreme and intense weather events,
56
194275
2139
עם ארועי מזג אויר יותר קיצוניים ואינטנסיביים,
03:16
less predictability, and most importantly, less hospitably to human life.
57
196414
5258
יכולת חיזוי פחותה, והכי חשוב, פחות מסבירי פנים לאנושות.
03:21
The hypothetical models that mathematicians study in detail
58
201672
3761
המודלים ההיפותטים שמתמטיקאים חוקרים בפרוט
03:25
may not always look like actual situations,
59
205433
2732
אולי לא יראו תמיד כמו מצבים אמיתייים,
03:28
but they can provide a framework and a way of thinking
60
208165
2899
אבל הם יכולים לייצר תשתית ודרך לחשיבה
03:31
that can be applied to help understand the more complex problems of the real world.
61
211064
5095
שיכולים להיות מיושמים כדי להבין את הבעיות היותר מורכבות בעולם האמיתי.
03:36
In this case, understanding how slight changes
62
216159
2834
במקרה הזה, הבנה של איך שינוים קלים
03:38
in the constraints impacting a system can have massive impacts
63
218993
3422
במגבלות שמשפיעות על מערכת יכולים להשפיע בצורה מסיבית
03:42
gives us a greater appreciation for predicting the dangers
64
222415
3879
נותן לנו הערכה גדולה יותר לצפיית הסכנות
03:46
that we cannot immediately percieve with our own senses.
65
226294
3445
שאנחנו לא יכולים להבין מייד עם החושים שלנו.
03:49
Because once the results do become visible, it may already be too late.
66
229739
4860
מפני שברגע שהתוצאות הופכות לנראות, זה יכול להיות מאוחר מדי.
על אתר זה

אתר זה יציג בפניכם סרטוני YouTube המועילים ללימוד אנגלית. תוכלו לראות שיעורי אנגלית המועברים על ידי מורים מהשורה הראשונה מרחבי העולם. לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית המוצגות בכל דף וידאו כדי להפעיל את הסרטון משם. הכתוביות גוללות בסנכרון עם הפעלת הווידאו. אם יש לך הערות או בקשות, אנא צור איתנו קשר באמצעות טופס יצירת קשר זה.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7