Hva er Chaos Theory?

Kaosteori refererer til oppførselen til enkelte systemer av bevegelse, for eksempel havstrømmer eller befolkningsvekst, for å være spesielt følsomme for små endringer i å starte forhold som fører til drastisk ulike utfall. I motsetning til hva det innebærer folkemunne, ikke kaosteori ikke at verden er metaforisk kaotisk, og heller ikke henvise den til entropi, av hvilke systemer naturlig tenderer mot uorden. Kaos teori er avhengig av usikkerheten i målingene, presisjonen av prediksjonene, og den ikke-lineære virkemåten av tilsynelatende lineære systemer.

Før kvantemekanikk, kaosteori var den første "rare" ideen om fysikk. I 1900, Henri Poincaré tenkte om forholdet mellom verdier ved ulike tidspunkt av et system som har generell oppførsel kan bli nøyaktig spådde, for eksempel en planet i bane. Han innså at en måling, som posisjon, hastighet, eller tid, kan aldri bli nøyaktig fant frem fordi hvert instrument som kan muligens bli utviklet ville ha en grense på sin følsomhet. Det vil si at ingen målinger er uendelig nøyaktig.

Poincaré visste at bevegelse er deter beskrevet av en rekke ligninger som nøyaktig kan forutsi ting som hvor en ball vil ende opp hvis den er rullet ned en rampe. Hans teorier, men at en liten forskjell i startbetingelsene, basert på nesten ubetydelige variasjoner i en måling som masse, kan resultere i to helt forskjellige makroskopiske utfall langt, langt inn i fremtiden. Denne teorien ble kalt dynamisk ustabilitet, og senere forskere bekreftet riktigheten av hans ideer.

Kaosteori, derfor studier hvor organiserte, stabile systemer kan ikke alltid vike meningsfulle spådommer for et mye senere tidspunkt, selv om kortsiktig atferd følger nærmere forventninger. Faktisk noen spådommer det gjør utbyttet kan være så vilt avvikende at de ikke er bedre enn gjetninger. Det er motstridende at en mer presis verdi ikke ville gi en mer presis utgang.

Snøballeffekten av et minutt endring i innflytelsesrike omstendigheter er referert til som sommerfugleffekten. Denne metaforen antyder at en sommerfugl flagrende vingene, en nesten umerkelig innflytelse, vil kunne bidra til utviklingen av en orkan på den andre siden av kloden. Edward Lorenz gjorde de første datasimuleringer i 1960 som viste dynamisk ustabilitet med faktiske likninger og data.

Startbetingelsene kan ikke utledes fra senere forholdene, eller vice versa, i flere viktige systemer, for eksempel atmosfæretrykket og havstrømmer som bidrar til vær og klima. Dette er ikke bare et virkelig scenario, som følge av noe som for få termometre i havet. Kaosteori er en kontrollerbar, matematisk konsistent teori som viser at noen ganger mer presise målinger plugget inn ligninger ikke gi mer presise spådommer, men heller slike ekstreme divergerende verdier som de er praktisk talt ubrukelig.

Noen fysikere jobber med forbindelser mellom denne tilsynelatende tilfeldig og storskala struktur. De undersøker mønstre i globale klimaet, massedistribusjon av galakser i superhoper, og befolkningen variant på en geologisk tidsskala. De hypoteser om at på et makroskopisk nivå, visse typer organisering og konsistens har bare blitt gjort mulig gjennom lidelse og inkonsekvens av kaosteori.