„Nu poți îndepărta un singur grăunte de nisip de la locul său, fără să
schimbi ceva în toate părțile întregului incomensurabil.”
(J.G. Fichte)
Acum 59 de ani Ed Lorenz a făcut o mică schimbare. Iar asta a schimbat totul.
În anul 1961, în timpul celei de-a 139-a întâlniri a Asociației Americane pentru Progresul Științei, Edward Lorenz a pus o întrebare: ”Poate bătaia de aripi a unui fluture din Brazilia să declanșeze o tornadă în Texas?”
Edward Lorenz (1917-2008), matematician și profesor de meteorologie la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT), a pus bazele teoretice ale prognozei meteo și predictibilității climatice, precum și baza pentru fizica atmosferică și meteorologia asistată de calculator.
Scopul întrebării sale provocatoare era de a ilustra
cum unele sisteme dinamice complexe prezintă comportamente imprevizibile, astfel
încât variații mici în condițiile inițiale ar putea avea efecte profunde și foarte
divergente asupra rezultatelor finale ale sistemului. Din cauza sensibilității
acestor sisteme, rezultatele sunt imprevizibile. Această idee a stat la baza
unei ramuri a matematicii denumită teoria haosului, teorie care de la
apariția sa a fost aplicată în nenumărate domenii și scenarii.
Perspectiva lui Lorenz a pus în discuție legile
introduse în 1687 de către Isaac Newton conform cărora natura este un sistem
mecanic probabilistic, ”un univers cu o precizie de ceasornic”. Și în același
timp Lorenz l-a contrazis pe Pierre-Simon Laplace care susținea că
imprevizibilitatea nu-și are locul în univers, susținând că dacă am cunoaște
toate legile fizice ale naturii, atunci ”nimic nu ar fi incert, iar viitorul ni
s-ar prezenta cu aceeași certitudine ca și trecutul.”
Lorenz era sceptic în ceea ce privește ideea unui
univers determinist, în care toate evenimentele viitoare sunt predeterminate de
condițiile inițiale. El a susținut că atmosfera este atât de complexă încât nu
se repetă niciodată, astfel încât ar fi imposibil să găsești două zile în
istorie în care condițiile atmosferice să fi fost complet identice. Și, după
cum avea să descopere, chiar și cele mai mici diferențe în ceea ce privește
condițiile inițiale pot conduce la rezultate total diferite.
Lorenz a descoperit că interpretarea deterministă a universului
nu poate ține cont de imprecizia măsurătorilor umane în ceea ce privește fenomenele
fizice. A mai observat că relațiile cauză-efect prezente în natură sunt prea complexe
pentru a fi rezolvate. Pentru a aproxima rezultatele cele mai probabile pentru
asemenea sisteme complexe cum sunt tiparele climatice, a început să folosească parametri
de pornire ușor diferiți, pentru a desfășura mai multe simulări meteorologice în
paralel.
Rezultatele neașteptate ale cercetărilor sale stau la
baza a ceea ce avea să se numească ”Efectul fluturelui” (The Butterfly
Effect) sau ”dependența sensibilă de condițiile inițiale” și au
drept concluzie finală faptul că ”prognozarea viitorului este aproape imposibilă”.
Ca și efectele unei bătăi din aripi, influența
cercetării lui Edward Lorenz a fost imperceptibilă la început, însă avea să
aibă o rezonanță foarte largă pe viitor. În 1963, Lorenz a condensat descoperirile
sale într-o lucrare numită ”Fluxul nonperiodic determinat” unde scria că
”o eroare nesemnificativă în condițiile inițiale se amplifică în timp”. Această
lucrare avea să fie citată doar de 3 (trei) ori în următorii 10 ani de către
cercetătorii din afara domeniului meteorologiei, însă revelațiile sale s-au
transformat în principiul ce stă la baza teoriei haosului, care s-a răspândit
cu rapiditate între anii 1970-1980 și în alte domenii, precum geologia și
biologia. „A devenit un exemplu minunat al unei matematici aparent ezoterice
care avea aplicații verificabile experimental în lumea reală,” avea să spună Daniel
Rothman, profesor de geofizică la MIT.
Edward Lorenz și descoperirea Efectului de fluture (The
Butterfly Effect)
”Se credea că evenimentele care schimbă lumea sunt cele precum bomba atomică, politicieni nebuni, cutremure majore sau mari demonstrații, însă s-a observat că acest punct de vedere învechit aparține oamenilor care sunt depășiți de gândirea modernă. Conform ”Teoriei haosului” lucrurile mici sunt cele care schimbă lumea în care trăim. Un fluture bate din aripi în jungla Amazoniană, iar asta conduce la o furtună ce răvășește jumătate din Europa.” (”Oameni buni” de Terry Pratchett and Neil Gaiman)
”Se credea că evenimentele care schimbă lumea sunt cele precum bomba atomică, politicieni nebuni, cutremure majore sau mari demonstrații, însă s-a observat că acest punct de vedere învechit aparține oamenilor care sunt depășiți de gândirea modernă. Conform ”Teoriei haosului” lucrurile mici sunt cele care schimbă lumea în care trăim. Un fluture bate din aripi în jungla Amazoniană, iar asta conduce la o furtună ce răvășește jumătate din Europa.” (”Oameni buni” de Terry Pratchett and Neil Gaiman)
Edward Lorenz, supranumit și ”tatăl teoriei haosului”
– matematician și meteorolog – a combinat cu succes cele două discipline și a
creat ”Teoria haosului”. În perioada anilor 1950, Lorenz căuta metode pentru a prezice
vremea, pentru că observase că modelele liniare nu dădeau rezultate.
În 1961 el a creat pe calculator un program care să
simuleze vremea. Într-o zi, din greşeală, a schimbat nişte zecimale reprezentând
condiţiile atmosferice de la 0,506127 la 0,506. Acea mică diferență a creat
schimbări mari pe termen lung în prezicerile vremii, ceea ce l-a condus pe
Lorenz la teoria ce avea să poartă numele de „Efectul fluturelui”. Într-un
articol pe care Lorenz l-a scris în 1972 își exprima dilemele şi îngrijorările
cu privire la această posibilă nouă aplicaţie a ideii de cauză şi efect. El era
de părere că efectele mari ale unui eveniment atmosferic minor implică atât o
problemă practică în meteorologie, cât şi una filosofică. Cea meteorologică ar
deduce neputinţa precizării vremii pe termen lung, din cauza limitării şi
imprevizibilităţii fenomenelor care ar avea loc. Oricât de mică ar fi
schimbarea provocată în natură, nu vom şti niciodată ce s-ar fi întâmplat dacă
nu am fi făcut-o.
În nenumărate discursuri și interviuri, el a explicat
cum un fluture poate crea modificări minuscule, care deși nu pot provoca un
taifun, i-ar putea modifica traiectoria. Bătaia de aripi prezintă modificări
minuscule în presiunea atmosferică, modificări ce se acumulează pe măsură ce modelul
progresează. Având în vedere că mici modificări, aproape imperceptibile pot
avea implicări masive în sistemele complexe, Lorenz a concluzionat că încercările
de a prezice vremea erau imposibile.
De asemenea, Lorenz a subliniat întotdeauna că nu
există nici o modalitate de a ști cu precizie ce anume a dat peste cap un
sistem. Fluturele este o reprezentare simbolică a acestei cantități neglijabile.
În plus, el a ținut să conteste utilizarea modelelor
predictive care presupun o progresie liniară, deterministă și ignoră
potențialul devierii de la traiectorie. Chiar și cea mai mică eroare în
configurarea inițială face ca modelul să fie inutil deoarece inexactitățile se
suprapun în timp. Creșterea exponențială a erorilor într-un model predictiv
este cunoscută sub numele de haos determinist. Și apare în majoritatea
sistemelor, indiferent de simplitatea sau complexitatea lor.
Efectul fluturelui,
simplu spus, este un model care expune imperfecțiunile din alte modele. Arată că
știința este mai puțin precisă decât presupunem, deoarece nu avem niciun
mijloc de a face predicții exacte datorită creșterii exponențiale a erorilor.
Aceste concepte interconectate – efectul fluturelui,
teoria haosului, teoria deterministă, liberul arbitrul, călătoria în timp – au captat
imaginația multora încă de la descoperirea lor.
În concluzie, principala lecție a Efectului de fluture
este aceea că e imposibil sau extrem de greu din punct de vedere uman să
calculezi cu exactitate aceste schimbări. Pe de altă parte, sunt o mulţime de
fluturi care roiesc liberi în lume, în sensul că există o multitudine de cauze care
se combină între ele şi generează efecte multiple. Uneori cauza nu se dovedeşte
a fi decât efectul altei cauze, care la rândul ei este efectul altei cauze şi
aşa mai departe, iar savantul care ar calcula s-ar trezi că prin acest lanţ de
evenimente ajunge până la potop sau la creaţie.
Mai mult decât atât, Lorenz a descoperit cât de
stricte sunt limitele cunoaşterii noastre, pornind de la ideea că, în cazul
unor modele fizice cu un număr mic de variabile cunoscute, se pot
produce la nesfârşit efecte necunoscute şi irepetabile, idee ce ocupă un
loc de onoare în binecunoscuta teorie a haosului.
HAOSUL NU ESTE CHIAR… HAOS
Un sistem complex cum este sistemul meteorologic al
Pamântului poate fi privit ca haotic. Dar de fapt, haosul care apare
cercetatorului nu este în fapt haos, ci un sistem atât de complex încât este
imposibil sa fie surprins în toate variabilele sale.
Cu toate acestea, haosul nu este aleatoriu. Lorenz a
observat că deși nu toate sistemele nonliniare sunt haotice, toate sistemele
haotice sunt nonliniare. Principiul haosului a subliniat importanța nonliniarității,
caracteristică multor sisteme naturale.
Efectul fluturelui
a făcut imposibilă prognozarea exactă a vremii cu două săptămâni înainte. În
cartea sa din 1990, ”Esența haosului”, Lorenz a clarificat faptul că oamenii
de știință nu „pot calcula șansele”, în ciuda a ceea ce se credea până atunci.
Lanțurile interdependente de cauză și efect ale
naturii sunt, de obicei, mult prea complexe pentru a putea fi ”descâlcite”.
Astfel încât este imposibil de precizat care fluture a cauzat furtuna, în cazul
în care unul dintre ei ar fi făcut aceasta. Mai mult decât atât, în lucrarea sa
din 1972 Lorenz menționa că ”așa cum bătaia de aripi a unui fluture poate fi
esențială în generarea unei tornade, în aceeași măsură ea poate fi esențială și
în prevenirea acesteia”. Iar nouă ne-ar fi imposibil să știm aceasta.
De aceea Lorenz răspundea întotdeauna evaziv când era
întrebat dacă un fluture poate provoca într-adevăr o tornadă. „Nici astăzi nu
sunt sigur de răspunsul corect”, avea să spună el în timpul unei prelegeri din
2008. Valoarea întrebării se află în perspectiva mai largă pe care o pune în discuție:
natura este foarte sensibilă la schimbările minuscule. Astfel ”putem
înțelege că unele lucruri/ fenomene sunt haotice și că există divergențe
exponențiale de la condițiile inițiale.”
Ca și în cazul de față, o lucrare de pură cercetare
poate conduce uneori, mult mai târziu, la o aplicație practică, care foarte
probabil nu a fost anticipată de către omul de știință care a efectuat
cercetarea.
”EFECTUL FLUTURELUI”
ÎN DIVERSE DOMENII
„Există momente și locuri în care fluturii nu vor
face nicio diferență”, spunea Kerry Emanuel (profesor american de meteorologie
la MIT). „Dar în locul și timpul potrivit, chiar și un fluture poate modifica
întregul model atmosferic (de vreme)
dacă aștepți suficient de mult”.
A devenit evident faptul că fenomenele haotice sunt
abundente în natură. Le vedem deja puse în practică în domenii precum economie,
aerodinamică, biologia populației, termodinamică, chimie și, desigur, în lumea
biomedicinei (un exemplu fiind anumite probleme cardiace). De asemenea, se pare
că pot apărea și în mișcările aparent stabile ale planetelor.
”EFECTUL
FLUTURELUI” ÎN PSIHOLOGIE
Efectul de fluture este un concept ajuns astazi să
fie atât de faimos, încât este folosit ca o metaforă și în gândirea psihologică.
În psihologie, teoria fluturelui poate fi încadrată în
ceva care creează un impact mare asupra vieții oamenilor, astfel că unele gânduri
mici pot duce la cele mai mari schimbări. Impactul pe care îl creează
fiecare gând poate fi major, încât se poate da naștere celor mai revoluționare
tehnici și celor mai bune strategii de a schimba viața oamenilor. Fiecare acțiune
umană este unică precum și fiecare întâmplare din acest univers care are impact
asupra noastră și a altora.
Sunt efectele majore ale gesturilor minore, pe
care, de obicei, ne vine greu să le înțelegem și să le luăm în seamă.
”EFECTUL FLUTURELUI” ÎN VIEȚILE OAMENILOR
„Efectul fluturelui” este o expresie care exprimă
plastic și puterea unei acțiuni aparent minore.
Acest lucru se reflectă în viața de zi cu zi prin felul
în care ne comportăm, prioritățile pe care le stabilim, acțiunile noastre,
chiar și cuvintele pe care le rostim.
Într-adevăr lucrurile mici pot face o mare
diferență, chiar dacă aceasta nu se manifestă imediat. Un gest caritabil și
de omenie ar putea avea efecte profunde, chiar dacă nu vedem aceasta. O răutate
sau un gest de cruzime poate face un mare rău, chiar dacă nu ne dăm seama. De-a
lungul istoriei, acțiunile unui lider bun au avut puterea de a influența
destinele altor oameni, cu efectul unei „unde de propagare” asupra următoarei
generații. În același fel, acțiunile unui lider tiranic au avut consecințe
devastatoare, atât pe termen scurt, cât și pe termen lung, asupra mai multor
generații.
„Efectul fluturelui” există, fie că îl conștientizăm
sau nu. De aceea ar fi de preferat să fim mai cumpăniți înainte de a acționa și,
mai ales, să nu subestimăm niciodată importanța acțiunilor în aspecte
"aparent minore".
Totul în jurul nostru este interconectat! Și orice se
poate întâmpla! O schimbare cât de mică poate devia situația inițială și poate
conduce la un rezultat complet diferit față de planul inițial!
Surse: [foto]
”Teoria haosului şi
efectul fluturelui. Cum se manifestă şi cum influenţează comportamentul unor
sisteme complexe” de Dorin Ţimonea
Comentarii
Trimiteți un comentariu