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¿Qué es la Teoría del Caos?

La teoría del caos se refiere al comportamiento de ciertos sistemas de movimiento, tales como las corrientes oceánicas o crecimiento de la población, que es especialmente sensible a pequeños cambios en las condiciones de partida que resultan en drásticamente diferentes resultados. A diferencia de lo que implica coloquialmente, la teoría del caos no significa que el mundo es metafóricamente caótica, ni se refiere a la entropía, por el cual los sistemas tienden naturalmente hacia el desorden. La teoría del caos se basa en la incertidumbre inherente a las mediciones, la precisión de las predicciones, y el comportamiento no lineal de sistemas aparentemente lineales.

Antes de la mecánica cuántica, la teoría del caos fue la primera idea "rara" de la física. En 1900, Henri Poincaré pensó en la relación entre los valores en diferentes puntos de tiempo de un sistema cuyo comportamiento general que se podría predecir con precisión, como un planeta en órbita. Se dio cuenta de que una medida, como la posición, la velocidad o el tiempo, nunca puede ser identificado con exactitud, porque cada instrumento que pudiera ser desarrollado tendría un límite en su sensibilidad. Es decir, no es infinitamente medición precisa.

Poincaré sabía que el movimiento se describe de manera determinista mediante una serie de ecuaciones que pueden predecir con exactitud las cosas como cuando una pelota va a terminar si se rodó por una rampa. Él teorizó, sin embargo, que una pequeña diferencia en las condiciones iniciales, basadas en variaciones casi insignificantes en que una medida como masa, podría dar lugar a dos resultados macroscópicos completamente diferentes ahora, en un futuro lejano. Esta teoría se llama inestabilidad dinámica, y los científicos posteriores confirmaron la veracidad de sus ideas.

La teoría del caos, por lo tanto, los estudios de cómo los sistemas organizados y estables no siempre pueden producir predicciones significativas por un tiempo mucho más tarde, a pesar de que el comportamiento de corto plazo sigue más de cerca las expectativas. De hecho, las predicciones que hace rendimiento podría ser tan salvajemente divergentes que no son mejores que conjeturas. Es contrario a la intuición de que un valor más preciso no produciría una salida más precisa.

El efecto de bola de nieve de un cambio de minutos en circunstancias influyentes se conoce como el efecto mariposa. Esta metáfora sugiere que una mariposa que bate sus alas, una influencia casi imperceptible, podría contribuir al desarrollo de un huracán en el otro lado del globo. Edward Lorenz hizo las primeras simulaciones por ordenador en la década de 1960 que demostraron la inestabilidad dinámica con ecuaciones reales y datos.

Las condiciones iniciales no se pueden deducir de las condiciones posteriores, ni viceversa, en varios sistemas importantes, como las corrientes oceánicas y atmosféricas de presión que contribuyen a tiempo y el clima. Esto no es más que un escenario de la vida real, como resultado de algo así como muy pocos termómetros en el océano. La teoría del caos es una teoría verificable, matemáticamente consistente que muestra que cada vez más precisas mediciones veces enchufados en ecuaciones no dan predicciones cada vez más precisos, sino más bien esos valores divergentes extremas que son prácticamente inútiles.

Algunos físicos están trabajando en las conexiones entre esta aparente aleatoriedad y la estructura a gran escala. Están investigando los patrones del clima global, distribución de la masa de las galaxias en supercúmulos, y la variación de la población en una escala de tiempo geológico. Su hipótesis es que en un nivel macroscópico, sólo han sido posibles ciertos tipos de organización y consistencia a través del desorden y la inconsistencia de la teoría del caos.