Sự hỗn loạn gợi lên hình ảnh những con khủng long chạy hoang dã trong Công viên kỷ Jura, hoặc đứa trẻ mới biết đi của bạn tôi tàn phá phòng khách.
Trong một thế giới hỗn loạn , bạn không bao giờ biết điều gì sẽ xảy ra. Mọi thứ luôn xảy ra, được thúc đẩy bởi bất kỳ loại xung lực ngẫu nhiên nào.
Nhưng sự hỗn loạn có ý nghĩa sâu xa hơn liên quan đến vật lý và khoa học khí hậu, liên quan đến cách một số hệ thống - như thời tiết hoặc hành vi của một đứa trẻ mới biết đi - về cơ bản là không thể đoán trước được.
Các nhà khoa học định nghĩa sự hỗn loạn là tác động khuếch đại của những thay đổi nhỏ trong thời điểm hiện tại dẫn đến sự không thể đoán trước được trong thời gian dài. Hình dung hai cốt truyện gần như giống hệt nhau. Trong một phiên bản, hai người va vào nhau trong một nhà ga xe lửa; nhưng khác, tàu đến sớm hơn 10 giây và cuộc gặp gỡ không bao giờ xảy ra. Kể từ đó, hai tuyến cốt truyện có thể hoàn toàn khác nhau.
Thông thường những chi tiết nhỏ đó không quan trọng, nhưng đôi khi những khác biệt nhỏ lại gây ra hậu quả khiến chúng ta liên tục tăng lãi suất. Và lãi kép đó là điều dẫn đến sự hỗn loạn.
Một loạt khám phá gây sốc trong những năm 1960 và 70 đã cho thấy sự hỗn loạn dễ dàng như thế nào. Không gì có thể đoán trước được hơn quả lắc của chiếc đồng hồ ông nội. Nhưng nếu bạn tách một con lắc xuống một nửa bằng cách thêm một trục khác, việc lắc lư sẽ trở nên vô cùng khó lường .
Hỗn loạn khác với ngẫu nhiên
Là một nhà khoa học hệ thống phức tạp , tôi suy nghĩ rất nhiều về những gì là ngẫu nhiên .
Sự khác biệt giữa một gói thẻ và thời tiết là gì? Bạn không thể dự đoán ván bài poker tiếp theo của mình - nếu bạn có thể, họ sẽ ném bạn ra khỏi sòng bạc - trong khi bạn có thể đoán thời tiết ngày mai. Nhưng còn thời tiết hai tuần nữa thì sao? Hoặc một năm kể từ bây giờ?
Tính ngẫu nhiên, giống như thẻ hoặc xúc xắc, là không thể đoán trước bởi vì chúng ta không có thông tin chính xác. Sự hỗn loạn nằm ở đâu đó giữa ngẫu nhiên và có thể dự đoán được. Dấu hiệu của các hệ thống hỗn loạn là khả năng dự đoán trong thời gian ngắn sẽ bị phá vỡ nhanh chóng theo thời gian, như ở các ghềnh sông hoặc hệ sinh thái .
Tại sao lý thuyết hỗn loạn lại quan trọng
Isaac Newton đã hình dung vật lý như một tập hợp các quy tắc chi phối một vũ trụ đồng hồ - các quy tắc, một khi được thiết lập trong chuyển động, sẽ dẫn đến một kết quả định trước. Nhưng lý thuyết hỗn loạn chứng minh rằng ngay cả những quy tắc nghiêm ngặt nhất và thông tin gần như hoàn hảo cũng có thể dẫn đến những kết quả không thể đoán trước.
Nhận thức này có những ứng dụng thực tế để quyết định những loại sự việc có thể dự đoán được. Sự hỗn loạn là lý do tại sao không có ứng dụng thời tiết nào có thể cho bạn biết thời tiết trong hai tuần kể từ bây giờ - thật không thể biết được.
Mặt khác, những dự đoán rộng hơn vẫn có thể thực hiện được. Chúng tôi không thể dự báo thời tiết một năm kể từ bây giờ, nhưng chúng tôi vẫn biết thời tiết như thế nào vào thời điểm này trong năm. Đó là cách có thể dự đoán được khí hậu ngay cả khi thời tiết không như ý. Các lý thuyết về sự hỗn loạn và ngẫu nhiên giúp các nhà khoa học phân loại loại dự đoán nào có ý nghĩa và loại nào không.
Mitchell Newberry là trợ lý giáo sư về các hệ thống phức tạp tại Đại học Michigan.
Bài viết này được xuất bản lại từ The Conversation theo giấy phép Creative Commons. Bạn có thể tìm thấy bài báo gốc ở đây.
