Was ist Chaostheorie?

Chaostheorie bezieht sich auf das Verhalten bestimmter Bewegungssysteme wie Meeresströmungen oder Bevölkerungswachstum, um besonders empfindlich auf winzige Veränderungen bei den Startbedingungen zu sein, die zu drastisch unterschiedlichen Ergebnissen führen. Im Gegensatz zu dem, was es umgangssprachlich impliziert, bedeutet die Chaostheorie nicht, dass die Welt metaphorisch chaotisch ist, und sie bezieht sich auch nicht auf Entropie, durch die Systeme natürlich zur Störung tendieren. Die Chaostheorie beruht auf der Unsicherheit, die den Messungen, der Präzision von Vorhersagen und dem nichtlinearen Verhalten scheinbar linearer Systeme inhärent ist. Im Jahr 1900 dachte Henri Poincaré über die Beziehung zwischen Werten zu verschiedenen Zeitpunkten eines Systems nach, dessen allgemeines Verhalten genau vorhergesagt werden konnte, z. B. ein Planet in der Umlaufbahn. Er erkannte, dass eine Messung, wie Position, Geschwindigkeit oder Zeit, niemals genau genau bestanden werden kann, da jedes Instrument, das möglicherweise entwickelt wirdLD hat eine Grenze für seine Empfindlichkeit. Das heißt, keine Messung ist unendlich präzise. Er theoretisierte jedoch, dass ein kleiner Unterschied in den Anfangsbedingungen, der auf nahezu unbedeutenden Variationen einer Messung wie Masse basiert, zu zwei völlig unterschiedlichen makroskopischen Ergebnissen führen könnte, weit in der Zukunft. Diese Theorie wurde als dynamische Instabilität bezeichnet, und spätere Wissenschaftler bestätigten die Richtigkeit seiner Ideen.

Chaostheorie untersucht daher, wie organisierte, stabile Systeme für eine viel spätere Zeit nicht immer sinnvolle Vorhersagen ergeben können, auch wenn kurzfristige Verhalten die Erwartungen näher folgen. Tatsächlich könnten alle Vorhersagen, die sie ergeben, so wild unterschiedlich sein, dass sie nicht besser sind als Vermutungen. Es istkontraintuitiv, dass ein genauerer Wert keine genauere Ausgabe ergeben würde.

Der Schneeball -Effekt einer winzigen Veränderung der einflussreichen Umstände wird als Schmetterlingseffekt bezeichnet. Diese Metapher legt nahe, dass ein Schmetterling, der seine Flügel flattert, ein fast unmerklicher Einfluss, zur Entwicklung eines Hurrikans auf der anderen Seite der Welt beitragen könnte. Edward Lorenz führte die ersten Computersimulationen in den 1960er Jahren durch, die dynamische Instabilität mit tatsächlichen Gleichungen und Daten zeigten.

Anfangsbedingungen weder aus späteren Bedingungen abgeleitet werden, noch umgekehrt in mehreren wichtigen Systemen, wie z. B. atmosphärischer Druck und Meeresströmungen, die zu Wetter und Klima beitragen. Dies ist nicht nur ein reales Szenario, das sich aus etwas zu wenig Thermometern im Ozean ergibt. Die Chaostheorie ist eine überprüfbare, mathematisch konsistente Theorie, die zeigt, dass manchmal zunehmend genaue Messungen, die in Gleichungen angeschlossen sindVorhersagen, aber eher so extrem divergierende Werte, dass sie praktisch nutzlos sind.

Einige Physiker arbeiten an Verbindungen zwischen dieser scheinbaren Zufälligkeit und der groß angelegten Struktur. Sie untersuchen Muster im globalen Klima, die Massenverteilung von Galaxien in Superclustern und die Variation der Bevölkerung auf geologischer Zeitskala. Sie gehen davon aus