Kaos Teorisi Nedir?

Kaos teorisi, okyanus akıntıları veya nüfus artışı gibi belirli hareket sistemlerinin, büyük ölçüde farklı sonuçlara yol açan başlangıç ​​koşullarındaki küçük değişikliklere özellikle duyarlı olma davranışını ifade eder. Halk arasında kastettiği şeyin aksine, kaos teorisi, dünyanın metaforik olarak karmakarışık olduğu anlamına gelmez, ne de sistemlerin doğal olarak düzensizliğe yöneldiği entropi anlamına gelmez. Kaos teorisi, ölçümlerdeki doğal belirsizliğe, tahminlerin kesinliğine ve görünüşte doğrusal sistemlerin doğrusal olmayan davranışına dayanır.

Kuantum mekaniğinden önce, kaos teorisi ilk "tuhaf" fizik fikriydi. 1900 yılında Henri Poincaré, yörüngedeki bir gezegen gibi genel davranışı doğru bir şekilde tahmin edilebilecek bir sistemin farklı zaman noktalarındaki değerler arasındaki ilişkiyi düşündü. Konum, hız veya zaman gibi bir ölçümün hiçbir zaman tam olarak kesin olarak tespit edilemeyeceğini fark etti, çünkü geliştirilebilecek her enstrümanın hassasiyeti konusunda bir sınırı olacaktı. Yani, hiçbir ölçüm sonsuz kesin değildir.

Poincaré, hareketin deterministik olarak, bir rampadan aşağı yuvarlandığında bir topun nerede biteceği gibi şeyleri doğru bir şekilde tahmin edebilen bir denklem dizisi ile tanımlandığını biliyordu. Bununla birlikte, başlangıç ​​koşullarında, kütle gibi bir ölçümdeki neredeyse önemsiz değişikliklere dayanan küçük bir farkın, gelecekte çok uzaklarda tamamen farklı iki makroskopik sonuçla sonuçlanabileceğini teorik olarak belirtti. Bu teoriye dinamik dengesizlik deniyordu ve daha sonra bilim adamları fikirlerinin doğruluğunu onayladılar.

Kaos teorisi, bu nedenle, ne kadar organize ve istikrarlı sistemlerin, kısa vadeli davranışlar beklentileri daha yakından takip etse de, daha sonraki bir zaman için ne kadar anlamlı tahminler yapamayacağını araştırıyor. Aslında, ürettiği herhangi bir tahmin, tahminlerden daha iyi olmayacak kadar çılgınca farklı olabilir. Daha kesin bir değerin daha kesin bir çıktı vermeyeceği kesindir.

Etkili koşullarda bir dakikalık değişimin kartopu etkisi, kelebek etkisi olarak adlandırılır. Bu metafor, neredeyse fark edilemez bir etkisi olan kanatlarını çırpan bir kelebeğin, dünyanın diğer tarafında bir kasırganın gelişimine katkıda bulunabileceğini öne sürüyor. Edward Lorenz, 1960'larda gerçek denklemler ve verilerle dinamik bir dengesizlik gösteren ilk bilgisayar simülasyonunu yaptı.

İlk koşullar, daha sonra şartlardan veya bunun tersi olarak, hava ve iklime katkıda bulunan atmosferik basınç ve okyanus akıntıları gibi birkaç önemli sistemde çıkarılamaz. Bu sadece okyanusta çok az termometre gibi bir şeyden kaynaklanan gerçek yaşam senaryosu değildir. Kaos teorisi, denklemlere takılan zaman zaman artan hassas ölçümlerin giderek daha kesin tahminler vermediğini, pratik olarak işe yaramaz olduklarını söyleyen aşırı sapma değerleri verdiğini gösteren doğrulanabilir, matematiksel olarak tutarlı bir teoridir.

Bazı fizikçiler bu görünen rastgelelik ve büyük ölçekli yapı arasındaki bağlantılar üzerinde çalışıyor. Küresel iklimdeki kalıpları, üstkümelerdeki galaksilerin kütle dağılımını ve jeolojik zaman ölçeğindeki nüfus değişimlerini araştırıyorlar. Makroskobik düzeyde, belirli organizasyon ve tutarlılık türlerinin ancak kaos teorisinin düzensizliği ve tutarsızlığı sayesinde mümkün olduğunu varsayıyorlar.