Chaos Today - Come funziona la teoria del caos

Per un po', negli anni '80 e all'inizio degli anni '90, il caos è stato pubblicizzato come la prossima grande rivoluzione scientifica, alla pari della meccanica quantistica. I narratori ne hanno abbracciato i principi e li hanno inseriti nei loro romanzi, film e opere teatrali. Quasi tutti ricordano come "Jurassic Park" trattasse il caos, con l'autoproclamato caotico Ian Malcolm che lasciava scorrere gocce d'acqua lungo la mano di Ellie Sattler per dimostrare che il liquido non prende mai esattamente lo stesso percorso. Nel romanzo di Michael Crichton, uscito nel 1990, il caos assume un'importanza tematica ancora maggiore. Crichton organizza il libro in iterazioni, proprio come le iterazioni utilizzate per generare diagrammi di biforcazione e frattali. E Malcolm fornisce approfondimenti molto più approfonditi sulla scienza del caos rispetto al suo personaggio sullo schermo:

Lo stesso anno in cui Spielberg ha colpito la terra con un parco a tema di dinosauri impazzito, Tom Stoppard ha pubblicato la sua commedia "Arcadia", che usa la teoria del caos come veicolo per esplorare temi più ampi, come il mistero del sesso e il conflitto delle emozioni con l'intelletto. A un certo punto, il personaggio di Valentine Coverly offre una spiegazione del caos che qualsiasi matematico apprezzerebbe: "Se conoscessi l'algoritmo e lo alimentassi, diciamo diecimila volte, ogni volta ci sarebbe un punto da qualche parte sullo schermo. non sai mai dove aspettarti il ​​prossimo punto. Ma gradualmente inizieresti a vedere questa forma ..."

Poi, nonostante tutta questa attenzione, la teoria del caos sembrò ritirarsi nell'ombra. Alcuni si sono chiesti se l'argomento meritasse tutto il clamore che ha ricevuto negli anni '90. Ma in realtà, il caos non è tanto una nuova scienza quanto una progressione nel pensiero, un cambiamento nelle visioni del mondo, dal determinismo newtoniano all'imprevedibilità non lineare. In quanto tali, i principi lentamente scoperti da artisti del calibro di Poincaré, Lorenz, Smale, Young e altri toccano tutta la scienza, formando una lente attraverso la quale possono essere studiati problemi in qualsiasi disciplina. Uno scienziato di Harvard lo mette in questo modo: "[Chaos] è una raccolta di strumenti ed è un modo per comprendere i fenomeni che si verificano in un'ampia gamma di campi" [fonte: Ornes ].

La medicina potrebbe essere la prossima frontiera per beneficiare delle intuizioni del caos. Ad esempio, i fisiologi hanno scoperto che il ritmo cardiaco è estremamente sensibile alle condizioni iniziali e che quando la frequenza cardiaca diventa molto regolare, il tessuto muscolare è meno capace di adattarsi alle richieste, predisponendo una persona ad aritmie e infarto del miocardio. I ricercatori sospettano anche un comportamento caotico nella funzione cerebrale e stanno cercando di trovare collegamenti tra il potere cognitivo di un paziente e il suo elettroencefalogramma (EEG), la registrazione dell'attività cerebrale prodotta dall'elettroencefalografia. È possibile che la tua capacità di percepire e analizzare le informazioni sia correlata alla dimensione frattale del tuo EEG?

Forse un giorno, grazie al caos, conosceremo la risposta. Ma non contare sull'avvicinarsi di avere una previsione affidabile a 10 giorni. Per quanto odiamo ammetterlo, alcune cose sono semplicemente al di là della portata della nostra scienza newtoniana.

Pubblicato originariamente: 2 marzo 2014

Nota dell'autore: come funziona la teoria del caos

Al college, ho seguito un corso di biologia della popolazione, pensando che sarebbe stato come altri corsi di ecologia: un po' dolce e mite. Alla fine è stata una delle lezioni più difficili che ho frequentato come specializzazione in biologia, piena di equazioni differenziali e concetti complessi. Non ricordo di aver discusso dell'instabilità dinamica, ma ho il sospetto che ora, dopo aver scritto questo articolo, ci siamo avventurati regolarmente nella terra del caos. Se non fossi stato così concentrato nel superare il corso senza rovinare il mio GPA, avrei potuto vedere alcuni di quei concetti per quello che erano: manifestazioni di un cambiamento fondamentale, e talvolta spaventoso, nel modo in cui vediamo il mondo.

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