Το φαινόμενο της πεταλούδας: Μπορεί τελικά να προκαλέσει τυφώνα;

Τι είναι το «φαινόμενο της πεταλούδας», που έχει γίνει μέχρι και ταινία, και γιατί λέγεται έτσι; Έχει καμιά σχέση με τα πανέμορφα πολύχρωμα έντομα ή πρόκειται για κάτι τελείως διαφορετικό;

Πριν, όμως, εξηγήσουμε τι είναι το «φαινόμενο της πεταλούδας» (butterfly effect) είναι σημαντικό να μιλήσουμε για την «Θεωρία του χάους».

Η θεωρία του Χάους

Η θεωρία του Χάους μελετά τη συμπεριφορά ορισμένων μη γραμμικών δυναμικών συστημάτων, που είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στις αρχικές συνθήκες, ένα αποτέλεσμα το οποίο ευρέως αναφέρεται ως το φαινόμενο της πεταλούδας. Μικρές διαφορές στις αρχικές συνθήκες (όπως αυτές που οφείλονται σε σφάλματα στρογγυλοποίησης σε αριθμητικούς υπολογισμούς) αποδίδουν πολύ διαφορετικά αποτελέσματα για τα δυναμικά συστήματα, καθιστώντας τη μακροπρόθεσμη πρόβλεψη αδύνατη σε γενικές γραμμές.

Αυτό συμβαίνει παρ’ όλο που αυτά τα συστήματα είναι αιτιοκρατικά («ντετερμινιστικά»), πράγμα που σημαίνει ότι η μελλοντική συμπεριφορά τους καθορίζεται πλήρως από τις αρχικές συνθήκες τους, χωρίς να εμπλέκονται τυχαίες παράμετροι.

Με άλλα λόγια, η ντετερμινιστική φύση αυτών των συστημάτων δεν τα κάνει προβλέψιμα. Αυτή η συμπεριφορά είναι γνωστή ως ντετερμινιστικό χάος, ή απλά χάος. Αυτό συνοψίζεται από τον Έντουαρντ Λόρεντζ ως εξής: «Χάος: Όταν το παρόν καθορίζει το μέλλον, αλλά η προσέγγιση του παρόντος δεν προσδιορίζει κατά προσέγγιση το μέλλον».

Παραδείγματα χαοτικών συστημάτων από την καθημερινότητα μπορεί να είναι η ακανόνιστη κίνηση ενός ρευστού (π.χ. του νερού της βρύσης) ή του καπνού από το τσιγάρο.

Άλλο παράδειγμα μπορεί να είναι η κίνηση της μπίλιας σε ένα φλιπεράκι.

Τι είναι το «φαινόμενο της πεταλούδας»

Το φαινόμενο της πεταλούδας εξελίχθηκε μέσα από τη θεωρία του Χάους. Μεταφορικά, σημαίνει ότι μια μικρή αλλαγή μπορεί να προκαλέσει ένα μεγάλο παλιρροϊκό κύμα, μια δραστική αλλαγή στο περιβάλλον και στον καιρό.

Φυσικά, ο Έντουαρντ Λόρεντζ δεν γνώριζε ότι ο όρος αυτός θα γινόταν τόσο δημοφιλής και θα χρησιμοποιούταν και στην ψυχολογία, αλλά και στη γενικότερη σκέψη.

Ο Έντουαρντ Λόρεντζ στην προσπάθειά του να ανακαλύψει ένα μοντέλο πρόγνωσης καιρού παρατήρησε ότι πολύ μικρές διαφορές στις αρχικές τιμές δημιουργούσαν τεράστιες διαφορές στα τελικά αποτελέσματα.

Σε σχέση με το όνομα του φαινομένου, εξήγησε ότι η κίνηση μιας πεταλούδας μπορεί να μην δημιουργεί ακριβώς έναν ολόκληρο τυφώνα, αλλά μπορεί να κρίνει την πορεία του, αφού το φτερούγισμά της προκαλεί ανεπαίσθητες αλλαγές στην πίεση του αέρα που τελικά επιδρούν στον καιρό και συνεπώς στα αποτελέσματα ενός μοντέλου πρόβλεψής του.

Τα συμπεράσματα του μετεωρολόγου Έντουαρντ Λόρεντζ αποδεικνύουν ότι ακόμα και στην εποχή των υπολογιστών οι επιστήμονες δεν θα μπορούν να κάνουν ακριβείς προβλέψεις για πολύπλοκα συστήματα καιρού.

Παρανοήσεις σχετικά με το «φαινόμενο της πεταλούδας»

Μερικές φορές, το φαινόμενο της πεταλούδας παρερμηνεύεται στην κοινή αντίληψη.

Για παράδειγμα, η ιδέα ότι κάτι τόσο ασήμαντο όσο μια πεταλούδα μπορεί να «προκαλέσει» έναν τυφώνα (ή να τον αποτρέψει) έχει θεωρηθεί από κάποιους ως επιχείρημα υπέρ της άποψης ότι ένα «ασήμαντο» άτομο, μια «περιθωριακή» ιδέα ή ένα φαινομενικά άσχετο γεγονός υπάρχει σημαντική πιθανότητα να παίξουν έναν καθοριστικό ρόλο στην εξέλιξη της Ιστορίας.

Ωστόσο, η ουσία της συμπεριφοράς ενός χαοτικού συστήματος είναι ότι, στην πράξη, είναι απρόβλεπτη σε «βάθος χρόνου». Συνεπώς, ενώ πράγματι ένα ασήμαντο γεγονός μπορεί να αλλάξει άρδην την πορεία της ιστορίας, δεν είμαστε σε θέση να ξέρουμε ποια θα ήταν η εξέλιξη του συστήματος χωρίς το γεγονός και άρα, δεν μπορούμε να σχεδιάσουμε τις ενέργειές μας ώστε να πετύχουμε ένα επιθυμητό σημαντικό αποτέλεσμα σε βάθος χρόνου – μπορούμε να προγραμματίζουμε αποτελεσματικά μόνο μέχρι τον χρονικό ορίζοντα που χαρακτηρίζει το σύστημα.

Η γνώση ότι ένα ασήμαντο γεγονός οδήγησε σε κάτι «μεγάλο» μπορεί, μερικές φορές, να αποκτηθεί εκ των υστέρων, αν και συνήθως ακόμη κι αυτό είναι αδύνατον.

Στο συγκεκριμένο παράδειγμα, η πεταλούδα δεν θα μπορούσε να «προκαλέσει» από μόνη της τον τυφώνα, παρά μόνο χάρη στις ατμοσφαιρικές συνθήκες που συνυπήρχαν με την επέμβασή της.

Η άμεση αιτία ενός τυφώνα είναι αναγκαστικά «μεγάλη», κάτι που κάνει την βραχυπρόθεσμη μετεωρολογική πρόβλεψη δυνατή. Αν η πεταλούδα κινήσει τα φτερά της την «λάθος» στιγμή, είναι εξίσου πιθανό να αποτρέψει έναν τυφώνα που αλλιώς θα συνέβαινε (ή να οδηγήσει σε κάτι τελείως διαφορετικό). Για να «προκαλέσει» έναν τυφώνα, πρέπει να δράσει σε μια ακριβώς υπολογισμένη στιγμή – κάτι που ακριβώς είναι αδύνατον να προβλεφθεί.