Teoria haosului, în mecanică și matematică, studiul comportamentului aparent aleatoriu sau imprevizibil în sistemele guvernate de legi deterministe. Un termen mai precis, haosul determinist, sugerează un paradox, deoarece conectează două noțiuni cunoscute și considerate frecvent ca fiind incompatibile. Primul este cel al întâmplării sau imprevizibilității, ca în traiectoria unei molecule într-un gaz sau în alegerea de vot a unui anumit individ dintr-o populație. În analizele convenționale, randomitatea a fost considerată mai aparentă decât reală, care rezultă din ignoranța multor cauze la locul de muncă. Cu alte cuvinte, se credea în mod obișnuit că lumea este imprevizibilă, deoarece este complicată. A doua noțiune este cea a mișcării deterministe, ca cea a unui pendul sau a unei planete, care a fost acceptată încă de pe vremea lui Isaac Newton ca exemplificare a succesului științei în ceea ce privește ceea ce este inițial complex.
principii ale științei fizice: Haos
Multe sisteme pot fi descrise în termeni de un număr mic de parametri și se comportă într-un mod extrem de previzibil. Nu era cazul,
În ultimele decenii, însă, a fost studiată o diversitate de sisteme care se comportă imprevizibil, în ciuda simplității lor aparente și a faptului că forțele implicate sunt guvernate de legi fizice bine înțelese. Elementul comun în aceste sisteme este un grad foarte mare de sensibilitate la condițiile inițiale și la modul în care acestea sunt puse în mișcare. De exemplu, meteorologul Edward Lorenz a descoperit că un model simplu de convecție termică posedă imprevizibilitate intrinsecă, circumstanță pe care a numit-o „efectul fluture”, sugerând că simpla înclinare a aripii unui fluture poate schimba vremea. Un exemplu mai familiar este mașina de pinball: mișcările mingii sunt guvernate cu exactitate de legile de rulare gravitațională și de coliziuni elastice - ambele pe deplin înțelese - totuși rezultatul final este imprevizibil.
În mecanica clasică, comportamentul unui sistem dinamic poate fi descris geometric ca mișcare pe un „atractor”. Matematica mecanicii clasice a recunoscut în mod eficient trei tipuri de atrăgători: puncte unice (care caracterizează stări de echilibru), bucle închise (cicluri periodice) și tori (combinații ale mai multor cicluri). În anii 1960, o nouă clasă de „atrăgători stranii” a fost descoperită de matematicianul american Stephen Smale. La atracții ciudate dinamica este haotică. Ulterior s-a recunoscut că atrăgătorii străini au structură detaliată pe toate scările de mărire; un rezultat direct al acestei recunoașteri a fost dezvoltarea conceptului de fractal (o clasă de forme geometrice complexe care prezintă în mod obișnuit proprietatea de asemănare cu sine), ceea ce a dus la rândul său la evoluții remarcabile în grafică computerizată.
Aplicațiile matematicii haosului sunt extrem de diverse, inclusiv studiul fluxului turbulent al fluidelor, neregulilor în bătăile inimii, dinamicii populației, reacțiilor chimice, fizicii plasmatice și mișcării grupurilor și grupurilor de stele.
