Хаос вызывает в памяти образы динозавров, диких животных в Парке Юрского периода, или малыша моего друга, разоряющего гостиную.
В хаотическом мире никогда не знаешь, чего ожидать. Что-то происходит постоянно, движимое любым случайным импульсом.
Но хаос имеет более глубокое значение в связи с физикой и наукой о климате, связанным с тем, что определенные системы, такие как погода или поведение малыша, в корне непредсказуемы.
Ученые определяют хаос как усиление крошечных изменений настоящего момента, которые приводят к долгосрочной непредсказуемости. Представьте себе две практически идентичные сюжетные линии. В одной версии два человека сталкиваются друг с другом на вокзале; но в другом случае поезд прибывает на 10 секунд раньше, и встречи не происходит. С этого момента две сюжетные линии могут быть совершенно разными.
Обычно эти мелкие детали не имеют значения, но иногда крошечные различия имеют последствия, которые продолжают усугубляться. И это сложение ведет к хаосу.
Шокирующая серия открытий 1960-х и 1970-х годов показала, насколько легко создать хаос. Нет ничего более предсказуемого, чем качающийся маятник напольных часов. Но если вы отделите маятник на полпути, добавив еще одну ось, раскачивание станет совершенно непредсказуемым .
Хаос отличается от случайного
Как специалист по сложным системам , я много думаю о том, что является случайным .
В чем разница между колодой карт и погодой? Вы не можете предсказать свою следующую покерную комбинацию - если бы вы могли, они бы вышвырнули вас из казино - тогда как вы, вероятно, можете угадать завтрашнюю погоду. Но как насчет погоды через две недели? Или через год?
Случайность, как карты или игральные кости, непредсказуема, потому что у нас просто нет нужной информации. Хаос - это нечто среднее между случайностью и предсказуемостью. Отличительной чертой хаотических систем является предсказуемость в краткосрочной перспективе, которая быстро разрушается со временем, как в речных порогах или экосистемах .
Почему важна теория хаоса
Исаак Ньютон представлял физику как набор правил, управляющих часовой механической вселенной - правил, которые, будучи приведенными в действие, приведут к заранее определенному результату. Но теория хаоса доказывает, что даже самые строгие правила и почти полная информация могут привести к непредсказуемым результатам.
Эта реализация имеет практическое применение для определения того, какие вещи вообще предсказуемы. Хаос - вот почему ни одно погодное приложение не может сказать вам погоду через две недели - это просто невозможно узнать.
С другой стороны, еще возможны более широкие прогнозы. Мы не можем прогнозировать погоду через год, но мы все еще знаем, какая погода будет в это время года. Вот как можно предсказывать климат даже в плохую погоду. Теории хаоса и случайности помогают ученым разобраться, какие прогнозы имеют смысл, а какие нет.
Митчелл Ньюберри - доцент кафедры сложных систем в Мичиганском университете.
Эта статья переиздана из The Conversation по лицензии Creative Commons. Вы можете найти оригинальную статью здесь.
