Jeśli myślałeś, że efekt motyla był po prostu okropnym filmem z 2004 roku z Ashtonem Kutcherem i Amy Smart, pomyśl jeszcze raz. Film był tylko nowym podejściem do znacznie starszej koncepcji.
Efekt motyla to idea, że małe, pozornie błahe zdarzenia mogą ostatecznie skutkować czymś o znacznie większych konsekwencjach – innymi słowy, mają nieliniowe oddziaływanie na bardzo złożone systemy. Na przykład, kiedy motyl trzepocze skrzydłami w Indiach, ta niewielka zmiana ciśnienia powietrza może ostatecznie spowodować tornado w stanie Iowa.
We wspomnianym filmie bohater Kutchera znajduje sposób na cofnięcie się w czasie do dzieciństwa. Za każdym razem, gdy wyrusza w tę podróż, małe rzeczy robi inaczej – ale te drobne zmiany kończą się poważnym (i przerażającym) wpływem na jego dorosłe życie.
Termin „efekt motyla” został ukuty w latach 60. XX wieku przez Edwarda Lorenza , profesora meteorologii w Massachusetts Institute of Technology, który badał wzorce pogodowe. Opracował model pokazujący, że jeśli porównasz dwa punkty początkowe wskazujące aktualną pogodę, które są blisko siebie, wkrótce się rozejdą – a później jeden obszar może zakończyć się silnymi burzami, podczas gdy drugi będzie spokojny.
W tamtym czasie statystycy pogodowi uważali, że powinieneś być w stanie przewidzieć przyszłą pogodę na podstawie historycznych zapisów, aby zobaczyć, co się stało, gdy warunki były takie same jak teraz. Lorenz był sceptyczny. Prowadził program komputerowy do testowania różnych symulacji pogody i odkrył, że zaokrąglenie jednej zmiennej z 0,506127 do 0,506 radykalnie zmieniło dwumiesięczne prognozy pogody w jego symulacji.
Chodziło mu o to, że prognozowanie pogody na duże odległości było praktycznie niemożliwe, w dużej mierze dlatego, że ludzie nie są w stanie zmierzyć niewiarygodnej złożoności natury. Jest po prostu zbyt wiele drobnych zmiennych, które mogą działać jako punkty obrotu, prowadząc kaskadowo do znacznie większych konsekwencji.
Jak napisał dziennikarz naukowy Peter Dizikes w Boston Globe :
Tak więc, podczas gdy ludzie często myślą, że efekt motyla oznacza, że drobne zmiany mogą mieć poważne konsekwencje (i możemy śledzić ten postęp, aby zobaczyć, co spowodowało co zmiana), Lorenz próbował powiedzieć, że nie możemy śledzić tych zmian. Tak naprawdę nie wiemy dokładnie, co spowodowałoby zmianę wzorca pogody w jedną stronę w drugą.
Lorenz nazwał tę „wrażliwą zależność od warunków początkowych”, kiedy przedstawił swoją pracę opinii publicznej w artykule z 1963 roku zatytułowanym „ Deterministyczny nieokresowy przepływ ”. (Termin „efekt motyla” ukuł w późniejszych wystąpieniach na ten temat.) Artykuł był rzadko cytowany przez innych badaczy – przynajmniej na początku.
Efekt motyla i teoria chaosu
Później inni naukowcy zdali sobie sprawę ze znaczenia odkrycia Lorenza. Jego spostrzeżenia położyły podwaliny pod gałąź matematyki znaną jako teoria chaosu , ideę próby przewidywania zachowania systemów, które są z natury nieprzewidywalne .
Każdego dnia możesz zobaczyć przypadki efektu motyla. Pogoda to tylko jeden przykład. Zmiana klimatu to kolejna rzecz. Ponieważ, jak się okazuje, ocieplanie się klimatu wpływa – w wystarczającym stopniu – na gatunki motyli alpejskich w Ameryce Północnej.
„Oczekuje się, że zmiany klimatu będą miały duże skutki, takie jak zbyt wysoka temperatura dla niektórych gatunków lub zbyt sucha dla innych, ale istnieje prawie nieskończona liczba mniejszych, pośrednich skutków, które również wystąpią” – pisze e-mail Alessandro Filazzola, ekolog społeczności i data scientist i pracownik podoktorancki na Uniwersytecie Alberty.
„W naszych badaniach przyjrzeliśmy się jednemu z tych pośrednich efektów i zobaczyliśmy, jak przyszły klimat będzie powoli powodował niedopasowanie przestrzenne motyla i jego rośliny żywicielskiej. Jako gąsienica ten motyl żywi się tylko tego typu gatunkami roślin, więc wszelkie niedopasowania w zasięgu spowoduje spadek liczby motyli."
Dodaje, że gdybyśmy zatrzymali się na chwilę i pomyśleli o wszystkich innych gatunkach w sieci pokarmowej, nagle pojawiłby się potencjał dotknięcia wielu gatunków – nie tylko jednego małego motyla. To efekt motyla w akcji, na dużą skalę.
„Na przykład zwierzęta, które żywią się tym motylem i zwierzęta, które żywią się tymi zwierzętami, a co z innymi gatunkami owadów razem, a nawet innymi motylami? Nasz projekt był kontrolowany, ponieważ nasz gatunek motyli zjada tylko jeden rodzaj roślin , ale logika jest zachowana, gdy weźmie się pod uwagę cały ekosystem (po prostu trudniejszy do zmierzenia)."
Kiedy zaczynamy zastanawiać się, jak jedna drobna zmiana może szybko spowodować wiele niezamierzonych konsekwencji, naturalnie pojawia się powód do niepokoju.
Na przykład ograniczenie budowy zapór hydroelektrycznych może ograniczyć niektóre rodzaje szkód środowiskowych. Jednak eliminując to potencjalne źródło czystej energii, zwykle opieramy się na paliwach kopalnych, które przyspieszają globalne ocieplenie. Dotacje na biopaliwa , mające na celu zmniejszenie naszej zależności od paliw kopalnych, zwiększyły niszczenie lasów deszczowych, marnotrawstwo wody słodkiej i wzrost cen żywności, co wpłynęło na najbiedniejsze segmenty populacji ludzkiej.
Jak więc możemy zrobić wiele rzeczy w naszym życiu, nie obawiając się wyrządzenia krzywdy? Jako przykład Filazzola powraca do motyli.
„Lepsze zrozumienie skutków pośrednich jest prawdopodobnie jednym z najważniejszych kroków w próbie złagodzenia tych skutków. Mówiąc prościej, samo utrzymywanie natury tak blisko jej pierwotnego stanu jest naprawdę najważniejszą rzeczą” – mówi. „Ekosystemy są bardzo złożone, a utrata jednego gatunku może nie mieć zauważalnego efektu, ale może mieć kaskadowy wpływ na cały system”. Na przykład ponowne wprowadzenie wilka do Parku Yellowstone zwiększyło populacje bobrów, zwiększyło liczbę roślin wierzby i osiki oraz zapewniło pożywienie dla ptaków, kojotów i niedźwiedzi, a także innych korzyści.
Następnie zastanawiamy się, jak efekt motyla może wpłynąć na nasze indywidualne życie. Przy prawie 8 miliardach ludzi na naszej planecie, czy tylko jedna osoba może dokonać zmian, które odbijają się echem na Ziemi?
Filazzola mówi, że zastanawia się nad pośrednimi skutkami swoich osobistych działań.
„Uważam, że przedmioty, które kupuję, ludzie, z którymi się kontaktuję, rzeczy, które mówię, mogą mieć swoje kaskadowe skutki, które rozchodzą się po społeczeństwie” – mówi. „Dlatego ważne jest, aby starać się być dobrą osobą, aby wywrzeć pozytywny wpływ. Jedną z rzeczy, o których myślę, jest to, że te pośrednie skutki często nie są tak małe i usuwane, jak sądzę, że wielu by myślało”.
TERAZ TO CIEKAWE
NASA wykorzystuje efekt motyla do kierowania statkiem kosmicznym . Wystrzelony w 1978 roku, International Cometary Explorer stał się pierwszym statkiem kosmicznym, który przechwycił kometę, przechodząc przez warkocz komety Giacobini-Zinner i zbierając cenne dane. Wykorzystali chaotyczne systemy, obliczając, że tylko odrobina paliwa, zużyta w określonym momencie, przerzuci statek z dużą prędkością we właściwe miejsce we właściwym czasie – i zadziałało idealnie.
