Chapitre 82
Un étrange attracteur

Résumé : Clifford A. Pickover a imaginé une façon originale de mélanger fractals, chaos, graphisme sur ordinateur et science fiction. Suivant les paramètres, une infinité de représentations graphiques originales s’offrent à nous.

Mots-clés : fractals, chaos, attracteur.

Enoncé

L’exercice s’inspire du livre Chaos in Wonderland de Clifford A. Pickover, St. Martin’s Griffin, New York, 1994.

Pour les anciens, Chaos représentait l’inconnu, le monde spirituel menaçant, des visions de cauchemar qui reflétaient les peurs de l’homme devant l’irrationnel.

Aujourd’hui le chaos comprend l’étude de nombreux phénomènes sensibles aux conditions initiales. Cela signifie que si l’on modifie légèrement un paramètre d’une équation ou d’un système, un comportement différent peut se produire. On trouve des exemples de comportements chaotiques dans la fumée de cigarette, la météorologie, les activités cardiaques, etc.

Un attracteur représente le comportement vers lequel un système est attiré. Une masse suspendue à une ficelle est attracteur sous forme de point fixe. Un attracteur étrange a un comportement irrégulier et imprévisible. Son comportement peut être représenté mais le graphique est beaucoup plus compliqué.

Un ordinateur est capable de simuler aisément le comportement des attracteurs étranges. Depuis on voit apparaître de nombreuses représentations originales dont, celles produite par Clifford A. Pickover.

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Indications

Mathématiquement, la formule pour produire ces attracteurs est :

xt+1  =   sin(ytb)+ csin(xtb)
yt+1  =   sin(xta)+ d sin(yta)

Dans l’exemple du Rêve du roi, les paramètres suivants ont été pris : a = -0.966918, b = 2.879879, c = 0.765145 et d = 0.744728.

Ces équations peuvent être légèrement modifiées ; Clifford A. Pickover introduit alors la notion de mutation. La variation α est décrite par les équations suivantes :

xt+1  =   sin(ytb)+ sin2(xtb)+  sin3(xtb)
 yt+1  =   sin(xta)+  sin2(yta )+ sin3(ytc)

La mutation β est donnée par :

xt+1  =   sin(ytb)+ sin2(xtb)
y    =   sin(x a) + sin2(y a)
 t+1          t          t

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Et la mutation Γ par :

                       2
xt+1  =  |sin (ytb)|+ sin (xtb)
yt+1  =  |sin (xta)|+ sin2(yta)

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Clifford A. Pickover donne quelques valeurs utiles :

         a           b          c         d  Mutation
-------------------------------------------------------
 Les rêves des seigneurs
 -2.905148    -2.030427   1.440550  0.703070  Standard
 -2.951292    1.187750   0.517396  1.090625  Standard
  2.668752    1.225105   0.709998  0.637272  Standard
  1.380932    2.656301   1.157857  1.272576  Standard
  2.733940    1.369945   1.471923  0.869182  Standard
  1.380932    2.656301   1.157857  1.272576  Standard

  2.733940    1.369945   1.471923  0.869182  Standard
--1.008118----2.653920---0.599124--0.650700--Standard--
 Les rêves des vilains et des serfs
 -2.767266    -0.633839   1.352107  0.705481  Standard
 -0.299661    -2.315714   1.071856  1.404386  Standard
 -2.164647    -0.641713   1.277032  1.003342  Standard
-Les-rêves des-fermiers-et des-agriculteurs--------------

  2.039949    1.322977                       Beta
  0.992187    -1.111942  -1.713095            Alpha
  0.805414    2.132054                       Gamma
  1.966155    -1.005921   1.091876  1.466765  Standard
 -1.804285    -2.513108   0.957945            Alpha
  2.755364    2.791253                       Beta
-------------------------------------------------------

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Solutions

La solution actuellement proposée est donnée par les fichiers MatLab : pickover.m et demopickover.m.