O que é o caos? Um cientista de sistemas complexos explica

Esta história apareceu originalmente em The Conversation

Chaos evoca imagens dos dinossauros correndo soltos no Jurassic Park, ou o filho do meu amigo destruindo a sala de estar.

Em um mundo caótico, você nunca sabe o que esperar. Coisas estão acontecendo o tempo todo, impulsionadas por qualquer tipo de impulso aleatório.

Mas o caos tem um significado mais profundo em relação à física e às ciências do clima, relacionado a como certos sistemas – como o clima ou o comportamento de uma criança – são fundamentalmente imprevisíveis.

Os cientistas definem o caos como os efeitos amplificados de pequenas mudanças no momento presente que levam à imprevisibilidade de longo prazo. Imagine duas histórias quase idênticas. Em uma versão, duas pessoas se esbarram em uma estação de trem; mas, na outra, o trem chega 10 segundos antes e o encontro nunca acontece. A partir de então, as duas linhas de enredo podem ser totalmente diferentes.

Normalmente, esses pequenos detalhes não importam, mas às vezes pequenas diferenças têm consequências que continuam se compondo. E essa composição é o que leva ao caos.

Uma série chocante de descobertas nas décadas de 1960 e 1970 mostrou como é fácil criar o caos. Nada poderia ser mais previsível do que o pêndulo oscilante de um relógio de pêndulo. Mas se você separar um pêndulo no meio do caminho adicionando outro eixo, o balanço se torna extremamente imprevisível.

O caos é diferente do aleatório

Como um cientista de sistemas complexos, penso muito sobre o que é aleatório.

Qual é a diferença entre um baralho de cartas e o tempo?

Você não pode prever sua próxima mão de pôquer – se pudesse, eles o expulsariam do cassino – enquanto você provavelmente pode adivinhar o tempo de amanhã . Mas e quanto ao clima daqui a duas semanas? Ou daqui a um ano?

A aleatoriedade, como cartas ou dados, é imprevisível porque simplesmente não temos as informações certas. O caos está em algum lugar entre o aleatório e o previsível. Uma marca registrada dos sistemas caóticos é a previsibilidade no curto prazo, que se desfaz rapidamente com o tempo, como em corredeiras de rios ou ecossistemas.

Por que a teoria do caos é importante

Isaac Newton imaginou a física como um conjunto de regras que governam um universo mecânico – regras que, uma vez definidas em movimento, levaria a um resultado predeterminado. Mas a teoria do caos prova que mesmo as regras mais rígidas e informações quase perfeitas podem levar a resultados imprevisíveis.

Essa percepção tem aplicações práticas para decidir quais tipos de coisas são previsíveis. O caos é o motivo pelo qual nenhum app de clima pode informar o clima daqui a duas semanas – é simplesmente impossível saber.

Por outro lado, previsões mais amplas ainda podem ser possíveis. Não podemos prever o tempo daqui a um ano, mas ainda sabemos como estará o tempo nesta época do ano. É assim que o clima pode ser previsível mesmo quando não o é. As teorias do caos e da aleatoriedade ajudam os cientistas a determinar quais tipos de previsões fazem sentido e quais não.

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Este artigo foi republicado do The Conversation, um site de notícias sem fins lucrativos dedicado a compartilhar ideias de especialistas acadêmicos. Foi escrito por: Mitchell Newberry, Universidade de Michigan .

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Vencedores do Prêmio Nobel de Física de 2021 em matemática construída de modelagem climática, tornando possíveis as previsões do aquecimento global e a previsão do tempo moderna

Mitchell Newberry não trabalha para, consulta, possui ações ou recebe financiamento de qualquer empresa ou organização que se beneficiaria com isso artigo e não divulgou afiliações relevantes além de sua nomeação acadêmica.