Wat is de chaostheorie?
Chaos -theorie verwijst naar het gedrag van bepaalde bewegingssystemen, zoals oceaanstromingen of populatiegroei, als bijzonder gevoelig voor kleine veranderingen in startomstandigheden die resulteren in drastisch verschillende resultaten. In tegenstelling tot wat het in de volksmond impliceert, betekent de chaostheorie niet dat de wereld metaforisch chaotisch is, noch verwijst het naar entropie, waarmee systemen van nature neigen naar wanorde. Chaos-theorie is gebaseerd op de onzekerheid die inherent is aan metingen, de precisie van voorspellingen en het niet-lineaire gedrag van schijnbaar lineaire systemen.
Voor de kwantummechanica was de chaostheorie het eerste "rare" idee van fysica. In 1900 dacht Henri Poincaré na over de relatie tussen waarden op verschillende tijdstippen van een systeem waarvan het algemene gedrag nauwkeurig kon worden voorspeld, zoals een planeet in een baan. Hij realiseerde zich dat een meting, zoals positie, snelheid of tijd, nooit precies kan worden vastgesteld omdat elk instrument dat mogelijk zou kunnen worden ontwikkeld alsLD heeft een limiet op zijn gevoeligheid. Dat wil zeggen, geen meting is oneindig nauwkeurig.
Poincaré wist dat beweging deterministisch wordt beschreven door een reeks vergelijkingen die dingen nauwkeurig kunnen voorspellen als waar een bal zal eindigen als deze een helling wordt opgerold. Hij theoretiseerde echter dat een klein verschil in initiële omstandigheden, gebaseerd op bijna onbeduidende variaties in een metingachtige massa, zou kunnen resulteren in twee volledig verschillende macroscopische resultaten ver, ver in de toekomst. Deze theorie werd dynamische instabiliteit genoemd en latere wetenschappers bevestigden de waarheidsgetrouwheid van zijn ideeën.
Chaos-theorie bestudeert daarom hoe georganiseerd, stabiele systemen niet altijd zinvolle voorspellingen kunnen opleveren voor een veel latere tijd, hoewel het kortetermijngedrag nauwer de verwachtingen volgt. In feite kan alle voorspellingen die het oplevert, zo wild uiteenlopend zijn dat ze niet beter zijn dan gissingen. Het iscontra -intuïtief dat een meer precieze waarde geen preciezere uitvoer zou opleveren.
Het sneeuwbaleffect van een minuut verandering in invloedrijke omstandigheden wordt het vlindereffect genoemd. Deze metafoor suggereert dat een vlinder met zijn vleugels, een bijna onmerkbare invloed, zou kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van een orkaan aan de andere kant van de wereld. Edward Lorenz deed de eerste computersimulaties in de jaren zestig die dynamische instabiliteit aantoonden met werkelijke vergelijkingen en gegevens.
De initiële omstandigheden kunnen niet worden afgeleid uit latere omstandigheden, noch vice versa, in verschillende belangrijke systemen, zoals atmosferische druk en oceaanstromen die bijdragen aan het weer en het klimaat. Dit is niet alleen een real-life scenario, als gevolg van zoiets als te weinig thermometers in de oceaan. Chaos -theorie is een verifieerbare, wiskundig consistente theorie die aantoont dat soms in toenemende mate precieze metingen die op vergelijkingen zijn aangesloten niet meer preciezer opleverenvoorspellingen, maar eerder dergelijke extreme uiteenlopende waarden dat ze praktisch nutteloos zijn.
Sommige fysici werken aan verbindingen tussen deze schijnbare willekeur en grootschalige structuur. Ze onderzoeken patronen in het wereldwijde klimaat, massadistributie van sterrenstelsels in superclusters en populatievariatie op een geologische tijdschaal. Ze veronderstellen dat op macroscopisch niveau bepaalde soorten organisatie en consistentie alleen mogelijk zijn gemaakt door de aandoening en inconsistentie van de chaostheorie.