Chaos roept beelden op van de dinosaurussen die wild rennen in Jurassic Park, of de peuter van mijn vriend die de woonkamer verwoest.

In een chaotische wereld, je weet nooit wat je kunt verwachten. Er gebeuren de hele tijd dingen, gedreven door een willekeurige willekeurige impuls.

Maar chaos heeft een diepere betekenis in verband met natuurkunde en klimaatwetenschap, gerelateerd aan hoe bepaalde systemen, zoals het weer of het gedrag van een peuter, fundamenteel onvoorspelbaar zijn.

Wetenschappers definiëren chaos als de versterkte effecten van kleine veranderingen in het huidige moment die leiden tot onvoorspelbaarheid op de lange termijn. Stel je twee bijna identieke verhaallijnen voor. In één versie, twee mensen komen elkaar tegen in een treinstation; maar in de andere de trein arriveert 10 seconden eerder en de ontmoeting vindt nooit plaats. Vanaf toen, de twee verhaallijnen kunnen totaal verschillend zijn.

Meestal doen die kleine details er niet toe, maar soms hebben kleine verschillen gevolgen die steeds groter worden. En die vermenging leidt tot chaos.

Een schokkende reeks ontdekkingen in de jaren zestig en zeventig toonde aan hoe gemakkelijk het is om chaos te creëren. Niets is voorspelbaarder dan de slingerende slinger van een staande klok. Maar als je halverwege een slinger scheidt door een andere as toe te voegen, het slingeren wordt wild onvoorspelbaar.

Chaos is anders dan willekeurig

Als complexe systeemwetenschapper Ik denk veel na over wat willekeurig is.

Wat is het verschil tussen een pak kaarten en het weer?

Je kunt je volgende pokerhand niet voorspellen - als je dat wel kon, ze zouden je uit het casino gooien - terwijl je waarschijnlijk het weer van morgen kunt raden. Maar hoe zit het met het weer over twee weken? Of over een jaar?

Willekeurigheid, zoals kaarten of dobbelstenen, is onvoorspelbaar omdat we gewoon niet over de juiste informatie beschikken. Chaos is ergens tussen willekeurig en voorspelbaar. Een kenmerk van chaotische systemen is voorspelbaarheid op korte termijn die in de loop van de tijd snel afbreekt, zoals in stroomversnellingen of ecosystemen.

Waarom chaostheorie belangrijk is

Isaac Newton zag natuurkunde als een reeks regels die een uurwerkuniversum beheersen - regels die, eenmaal in beweging gezet, zou leiden tot een vooraf bepaalde uitkomst. Maar de chaostheorie bewijst dat zelfs de strengste regels en bijna perfecte informatie tot onvoorspelbare resultaten kunnen leiden.

Dit besef heeft praktische toepassingen om te beslissen wat voor soort dingen überhaupt voorspelbaar zijn. Chaos is de reden waarom geen enkele weer-app je over twee weken het weer kan vertellen - het is gewoon onmogelijk om te weten.

Anderzijds, bredere voorspellingen zijn nog steeds mogelijk. We kunnen het weer over een jaar niet voorspellen, maar we weten nog steeds hoe het weer is in deze tijd van het jaar. Zo kan het klimaat voorspelbaar zijn, zelfs als het weer dat niet is. Theorieën van chaos en willekeur helpen wetenschappers uit te zoeken welke soorten voorspellingen zinvol zijn en welke niet.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.