Hva er kaosteori?

Kaosteori refererer til atferden til visse bevegelsessystemer, for eksempel havstrømmer eller befolkningsvekst, for å være spesielt følsomme for små endringer i startforholdene som resulterer i drastisk forskjellige utfall. I motsetning til hva det innebærer kollokvalt, betyr ikke kaosteori at verden er metaforisk kaotisk, og refererer heller ikke til entropi, som systemer naturlig har en tendens til forstyrrelse. Kaosteori er avhengig av usikkerheten som ligger i målinger, presisjonen av spådommer og den ikke-lineære oppførselen til tilsynelatende lineære systemer.

Før kvantemekanikk var Chaos Theory den første "rare" ideen om fysikk. I 1900 tenkte Henri Poincaré på forholdet mellom verdier på forskjellige tidspunkter i et system hvis generelle oppførsel kunne forutsies nøyaktig, for eksempel en planet i bane. Han innså at en måling, som posisjon, hastighet eller tid, aldri kan bli nøyaktig peker fordi hvert instrument som kan muligens utvikles wouLD har en grense for følsomheten. Det vil si at ingen måling er uendelig presis.

Poincaré visste at bevegelse er deterministisk beskrevet av en serie ligninger som nøyaktig kan forutsi ting som der en ball vil havne hvis den rulles ned en rampe. Han teoretiserte imidlertid at en liten forskjell i innledende forhold, basert på nesten ubetydelige variasjoner i en måling som masse, kan føre til to helt forskjellige makroskopiske utfall langt, langt i fremtiden. Denne teorien ble kalt dynamisk ustabilitet, og senere forskere bekreftet sannheten i ideene hans.

Kaosteori studerer derfor hvor organiserte, stabile systemer ikke alltid kan gi meningsfulle spådommer for en mye senere tid, selv om kortsiktig atferd nærmere følger forventningene. Faktisk kan eventuelle spådommer det gir seg være så vilt divergerende at de ikke er bedre enn gjetninger. Det ermotintuitiv om at en mer presis verdi ikke ville gi en mer presis produksjon.

Snowball -effekten av en minuttsendring i innflytelsesrike omstendigheter blir referert til som sommerfuglens effekt. Denne metaforen antyder at en sommerfugl som klaffer vingene, en nesten umerkelig innflytelse, kan bidra til utvikling av en orkan på den andre siden av kloden. Edward Lorenz gjorde de første datasimuleringene på 1960 -tallet som demonstrerte dynamisk ustabilitet med faktiske ligninger og data.

Innledende forhold kan ikke utledes fra senere forhold, og heller ikke omvendt, i flere viktige systemer, for eksempel atmosfæretrykk og havstrømmer som bidrar til vær og klima. Dette er ikke bare et virkelig livsscenario, som følge av noe som for få termometre i havet. Kaosteori er en etterprøvbar, matematisk konsistent teori som viser at noen ganger stadig mer presise målinger koblet til ligninger ikke gir stadig mer presisespådommer, men snarere så ekstreme divergerende verdier at de praktisk talt er ubrukelige.

Noen fysikere jobber med forbindelser mellom denne tilsynelatende tilfeldighet og storstilt struktur. De undersøker mønstre i globalt klima, massefordeling av galakser i superklynger og populasjonsvariasjon på en geologisk tidsskala. De antar at på et makroskopisk nivå, har visse typer organisering og konsistens bare blitt muliggjort gjennom lidelsen og inkonsekvensen av kaosteori.