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アトラクタ

「アトラクタ(Attractor)」の動詞形は、「アトラクト(attract)」で、「引き寄せる」という意味です。 カオス の現象は、どうなっていくのかがわからないような現象のこともありますが、 アトラクタはある意味、秩序ある状態です。 アトラクタは、カオス現象を制御したり、特徴を捉えたりする上で、重要なものです。

アトラクタで一番わかりやすいのが、平衡点で、実用上は「安定点」として、重要です。 これは、「点」に状態が落ち着くアトラクタです。

リミットサイクル

リミットサイクルは、初期値の大きさに無関係に、一定振幅、一定周波数の周期解を持ちます。 この性質は、発信器に利用されているそうです。

アトラクタと周期運動

周期運動は、sin(サイン)やcos(コサイン)で表現できる運動です。 振動現象や波動現象があり、周期性を分析するための フーリエ解析 は、必須の知識です。

平衡点のアトラクタは違いますが、リミットサイクルや、ストレンジアトラクタは、 周期運動の一種です。 しかし、sinやcosできれいに表現できる周期運動ではありません。 この意味で、「準周期運動」と言えます。

「線形現象は、非線形現象の特別な場合」、と考えることができますが、同じように、 「周期運動は、準周期運動の特別な場合」、と考えることができます。

準周期性の尺度

地球は昼と夜の繰り返しや、一年という周期があるように、周期性があります。 一年の周期は、まったく同じ状態に戻るわけではないので、 周期性とは言えないかもしれませんが、準周期性があります。

GDP 等、世の中には尺度がいろいろありますが、定常的な状態を評価するものが多いようです。 筆者は、「 持続する社会 の評価には、準周期性の尺度もたくさん必要ではないか。」、と考えています。



参考文献

非線形制御」 平井一正 著 コロナ社 2003
非線形の 制御工学 の本です。 リミットサイクルについて、詳しいです。
リミットサイクルの存在定理 − ポアンカレ・ベンディクソンの定理 −  環状領域の内部と境界上に平衡点を持たず、解軌道が常に領域の内部に向く時には、 領域の内部に少なくとも一つの安定なリミットサイクルが存在
リミットサイクルの否定定理 − ベンディクソンの定理 − 符号が変わるかどうかで存在を判断
記述関数法 − リミットサイクルの存在を推定する、近似的な方法。 記述関数を解析して、解の有無を調べる。解があれば、リミットサイクルがある。 記述関数とは、伝達関数の拡張概念。入力の角周波数と、入出力の位相差、入力の振幅で作った複素関数。


カオスと時系列」 松本隆 他 著 培風館 2002
アトラクタのいろいろな特徴が載っています。


基礎からの力学系 :分岐現象からカオス的遍歴へ」 小室元政 著 サイエンス社 2005
徐々に次元を増やしたアトラクタの解説があります。



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