Treceți la conținutul principal

”Efectul fluturelui” (The Butterfly Effect)


„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)

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

Dă share mai departe

Cititorii au apreciat...

Elena's Bookclub - ”Pacea poate fi întâlnită la fiecare pas

  Recomandarea de carte din această lună este ” Pacea poate fi întâlnită la fiecare pas - Calea lucidității practicată în viața de zi cu zi” de Thich Nhat Hanh ” Pacea poate fi întâlnită la fiecare pas ” este o carte a reamintirii, spunea Arnold Kotler. Scrisă cu eleganță și claritate, ea conține comentarii și meditații, anecdote personale și povești din experiența lui Thich Nhat Hanh ca activist pentru pace, ca maestru și lider al comunității oferind o perspectivă profundă despre modul în care pacea poate fi cultivată în fiecare aspect al vieții noastre. Cartea ne învață să devenim conștienți de relațiile noastre cu ceilalți și cu lumea din jur, să apreciem frumusețea, fără a ignora totuși și părțile mai puțin frumoase. Thich Nhat Hanh oferă exerciții simple de creștere a clarității mentale și fizice prin respirație conștientă, aducând stări de pace și bucurie aici și acum. Din introducere: Thich Nhat Hanh s-a născut în centrul Vietnamului în anul 1926 şi a fost hirotonisit ca şi că

Provocare pentru 7 zile: vorbeşte-i de bine pe cei din jur

Să vezi partea colorată a lucrurilor când toţi se încăpăţânează să-ţi arate nuanţele cenuşii nu e tocmai uşor. Mai ales când vine vorba de oameni, defectele sunt tolerate cu greu în lumea de astăzi, atât de competitivă, cu nuanţe uşor egoiste şi perfecţioniste. Dar hai să privim dincolo de partea mai puţin fermecătoare a oamenilor de lângă noi! Cum ar fi dacă pentru câteva zile am uita de “latura întunecată” şi am gândi doar de bine despre cei pe care îi întâlnim? Pentru o săptămână, uită de criticile deseori gratuite aduse celor din jur şi înlocuieşte-le cu vorbe de încurajare şi zâmbete. Pe scurt, te provoc ca timp de 7 zile să-i vorbeşti pe ceilalţi doar de bine. Dacă ţi se pare prea greu să găseşti ceva bun la anumite persoane, măcar evită să le vorbeşti de rău şi să atragi atenţia asupra punctelor lor slabe. E clar că nu toată lumea poate să iubească pe toată lumea, iar conflictele şi diferendele sunt, până la urmă, inevitabile. Însă asta nu înseamnă că trebuie să jude

Tu pentru ce ești recunoscător astăzi?

Obișnuiți cu un minim de confort în viața de zi cu zi și în "fuga" fără sfârșit spre nu se știe ce, de multe ori uităm să fim recunoscători pentru ceea ce avem în viața noastră, pentru lucruri (acum devenite banale) pe care le luăm de-a gata și de care uităm complet, fără a ne trece măcar prin cap să le mai apreciem, dar care pentru bunicii noștri și poate chiar pentru părinții noștri reprezentau un lux. Probabil te întrebi: "Despre ce o fi vorba?"... Poate fi vorba despre banalul curent electric, care de mult nu mai reprezintă o noutate și cu atât mai puțin un motiv de entuziasm, dar care la apăsarea unui simplu întrerupător ne luminează casa, astfel încât să nu fim nevoiți să stăm și să citim la lumina lămpii sau lumânării (eventual deteriorându-ne vederea din cauza asta), datorită căruia putem să ne uităm la televizor (nu că ar fi cine știe ce pierdere, dacă nu am face-o), datorită căruia putem să lucrăm la calculator, putem să ne conectăm la internet cu l