Chaos przywołuje obrazy dinozaurów biegających dziko w Parku Jurajskim lub malucha mojego przyjaciela, który pustoszy salon.
W chaotycznym świecie nigdy nie wiadomo, czego się spodziewać. Rzeczy dzieją się cały czas pod wpływem dowolnego losowego impulsu.
Ale chaos ma głębsze znaczenie w związku z fizyką i nauką o klimacie, związanym z tym, jak pewne systemy — takie jak pogoda lub zachowanie malucha — są zasadniczo nieprzewidywalne.
Naukowcy definiują chaos jako wzmocnione skutki niewielkich zmian w chwili obecnej, które prowadzą do długoterminowej nieprzewidywalności. Wyobraź sobie dwie niemal identyczne historie. W jednej wersji dwie osoby wpadają na siebie na stacji kolejowej; ale z drugiej pociąg przyjeżdża 10 sekund wcześniej i spotkanie nigdy się nie odbywa. Od tego momentu te dwie linie fabularne mogą być zupełnie inne.
Zwykle te drobne szczegóły nie mają znaczenia, ale czasami drobne różnice mają konsekwencje, które się pogłębiają. A to połączenie prowadzi do chaosu.
Szokująca seria odkryć z lat 60. i 70. pokazała, jak łatwo jest stworzyć chaos. Nic nie może być bardziej przewidywalne niż kołyszące się wahadło zegara dziadka. Ale jeśli oddzielisz wahadło do połowy, dodając kolejną oś, kołysanie staje się szalenie nieprzewidywalne .
Chaos różni się od losowego
Jako naukowiec zajmujący się systemami złożonymi , dużo myślę o tym, co jest losowe .
Jaka jest różnica między talią kart a pogodą? Nie możesz przewidzieć swojego następnego rozdania pokerowego — gdybyś mógł, wyrzuciliby cię z kasyna — podczas gdy prawdopodobnie możesz się domyślić, jaka będzie jutro pogoda. Ale co z pogodą za dwa tygodnie? A może za rok?
Losowość, podobnie jak karty lub kości, jest nieprzewidywalna, ponieważ po prostu nie mamy właściwych informacji. Chaos jest czymś pomiędzy przypadkowym a przewidywalnym. Cechą charakterystyczną systemów chaotycznych jest krótkoterminowa przewidywalność, która z biegiem czasu szybko się załamuje, jak w przypadku bystrzów rzecznych lub ekosystemów .
Dlaczego teoria chaosu ma znaczenie
Isaac Newton wyobrażał sobie fizykę jako zbiór zasad rządzących mechanicznym wszechświatem — reguł, które po wprawieniu w ruch prowadzą do z góry określonego wyniku. Ale teoria chaosu dowodzi, że nawet najsurowsze zasady i prawie doskonałe informacje mogą prowadzić do nieprzewidywalnych rezultatów.
Ta świadomość ma praktyczne zastosowania do decydowania o tym, jakie rzeczy są w ogóle przewidywalne. Chaos to powód, dla którego żadna aplikacja pogodowa nie poda Ci pogody za dwa tygodnie — po prostu nie da się tego poznać.
Z drugiej strony, szersze prognozy mogą być nadal możliwe. Nie możemy przewidzieć pogody za rok, ale wciąż wiemy, jaka jest pogoda o tej porze roku. W ten sposób klimat może być przewidywalny, nawet gdy pogoda nie jest. Teorie chaosu i losowości pomagają naukowcom ustalić, które rodzaje przewidywań mają sens, a które nie.
Mitchell Newberry jest adiunktem ds. systemów złożonych na Uniwersytecie Michigan.
Ten artykuł został ponownie opublikowany z The Conversation na licencji Creative Commons. Można znaleźć oryginalny artykuł tutaj.
