Chaos ruft Bilder von Dinosauriern hervor, die im Jurassic Park wild herumlaufen, oder das Kleinkind meines Freundes, das das Wohnzimmer verwüstet.
In einer chaotischen Welt weiß man nie, was einen erwartet. Es passiert ständig etwas, getrieben von irgendwelchen zufälligen Impulsen.
Aber Chaos hat in Verbindung mit Physik und Klimawissenschaft eine tiefere Bedeutung, da bestimmte Systeme – wie das Wetter oder das Verhalten eines Kleinkindes – grundsätzlich unberechenbar sind.
Wissenschaftler definieren Chaos als die verstärkten Auswirkungen winziger Veränderungen im gegenwärtigen Moment, die zu langfristiger Unvorhersehbarkeit führen. Stellen Sie sich zwei fast identische Handlungsstränge vor. In einer Version stoßen zwei Personen in einem Bahnhof aufeinander; aber in der anderen kommt der Zug 10 Sekunden früher an und das Treffen findet nie statt. Von da an könnten die beiden Handlungsstränge völlig unterschiedlich sein.
Normalerweise spielen diese kleinen Details keine Rolle, aber manchmal haben winzige Unterschiede Konsequenzen, die sich immer weiter verschärfen. Und diese Vermischung führt zu Chaos.
Eine schockierende Reihe von Entdeckungen in den 1960er und 70er Jahren hat gezeigt, wie einfach es ist, Chaos zu schaffen. Nichts könnte vorhersehbarer sein als das schwingende Pendel einer Standuhr. Aber wenn man ein Pendel auf halbem Weg durch das Hinzufügen einer weiteren Achse trennt, wird das Schwingen wild unberechenbar .
Chaos ist anders als Zufall
Als Wissenschaftler für komplexe Systeme denke ich viel darüber nach, was zufällig ist .
Was ist der Unterschied zwischen einem Kartenspiel und dem Wetter? Sie können Ihre nächste Pokerhand nicht vorhersagen – wenn Sie könnten, würden sie Sie aus dem Casino werfen – während Sie wahrscheinlich das Wetter von morgen erraten können. Aber was ist mit dem Wetter in zwei Wochen? Oder in einem Jahr?
Der Zufall, wie Karten oder Würfel, ist unvorhersehbar, weil wir einfach nicht die richtigen Informationen haben. Chaos ist irgendwo zwischen zufällig und vorhersehbar. Ein Kennzeichen chaotischer Systeme ist die kurzfristige Vorhersehbarkeit, die im Laufe der Zeit schnell zusammenbricht, wie in Stromschnellen oder Ökosystemen .
Warum die Chaostheorie wichtig ist
Isaac Newton stellte sich die Physik als ein Regelwerk vor, das ein Uhrwerk-Universum regiert – Regeln, die, einmal in Gang gesetzt, zu einem vorherbestimmten Ergebnis führen würden. Aber die Chaostheorie beweist, dass selbst die strengsten Regeln und nahezu perfekte Informationen zu unvorhersehbaren Ergebnissen führen können.
Diese Erkenntnis hat praktische Anwendungen, um zu entscheiden, welche Dinge überhaupt vorhersehbar sind. Chaos ist der Grund, warum Ihnen keine Wetter-App das Wetter in zwei Wochen sagen kann – es ist einfach unmöglich, es zu wissen.
Auf der anderen Seite können noch breitere Vorhersagen möglich sein. Wir können das Wetter in einem Jahr nicht vorhersagen, aber wir wissen immer noch, wie das Wetter zu dieser Jahreszeit ist. So kann das Klima auch bei schlechtem Wetter vorhersehbar sein . Theorien über Chaos und Zufälligkeit helfen Wissenschaftlern herauszufinden, welche Arten von Vorhersagen sinnvoll sind und welche nicht.
Mitchell Newberry ist Assistenzprofessor für komplexe Systeme an der University of Michigan.
Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz neu veröffentlicht. Den Originalartikel finden Sie hier.
