Időt akart spórolni, felfedezte a káoszt

Soha nem hullik le kétszer ugyanúgy egy falevél, és nem keveredik azonos módon a tejszín a kávéban. És nincs két azonos időjárási helyzet sem. Ezt eddig is tudtuk. De, hogy mi ennek az oka, arra egy türelmetlenebb meteorológus jött rá.  

Edward N. Lorenz az MIT (Massachusetts Institute of Technology, Boston) kutatója 1963-ban egy meglehetősen sematikus légkörzési modellt (matematikai egyenleteket) futatott az egyetem elektroncsöves számítógépén. Az egyszerűség kedvéért mindig sütött a nap, tükörsima földfelszín felett fújt a szél, nem voltak felhők és nem esett. 

Először blődségnek tűnt

Akkoriban órákig, de akár napokig is eltartott egy-egy komplexebb számolás, ha épp nem romlott el a szoba méretű számítógép. Lorenz, hogy időt spóroljon,  egy korábbi futtatás köztes eredményeit használta kiinduló értéknek. Amit kapott akkora blődség volt, hogy azonnal szerelni kezdték a monstrumot. De hibát nem találtak. 

Az volt a furcsa, hogy semmit nem változtatott a kiindulási adatokon, állapoton, mégis mindig egy kicsit máshogy alakult az időjárási kép. Egyszer sem ismételte önmagát, ami egészen váratlan és különös  volt.

Lorenz eltűnödött a jelenségen, és rájött: az ilyen folyamatok előrejelzése hosszú távon lehetetlen. Méghozzá azért, mert érzékenyek a kezdőértékek (pl. kiinduló hőmérséklet, légnyomási mező, szélsebességek, stb.) pontosságára. Bármilyen kis eltérés idővel óriásira nő, és ez a rendszer (ez esetben a légkör) alaptermészete. Tehát nem a számítógépek, az eszközök kezdetlegessége volt a legfőbb korlát, hanem magának a rendszernek a viselkedése.

Felfedezése forradalmi volt, megszületett a káosz (vagy, ahogy ő nevezte: determinisztikus káosz) tudománya.

Nem szerette a szót

Magát a káosz szót nem Lorenz, hanem egy James A. Yorke nevű matematikus használta először 1975-ben. De közismertté csak 1987-ben vált a The New York Times szerkesztője, James Gleick révén, aki bestsellert írt Káosz – egy új tudomány születése címmel (magyarul 1999-ben jelent meg). 

Lorenz sokáig kerülte a kifejezést, mert úgy gondolta, félrevezető. A kaotikus rendszerek éppen hogy nem zűrzavarosak. De a fogalom népszerű lett, Lorenz egyetlen könyvének címében is szerepel: A káosz lényege (1993). 

Egy 1972-es előadásának címe, Kivált-e egy brazíliai pillangó szárnycsapása tornádót Texasban? nyomán befészkelte magát a széles köztudatba. Valójában azt szerette volna érzékeltetni, hogy a kaotikus jelenségek rendkívül érzékenyek a kiinduló helyzetre. Az időjárásban és az éghajlatban azt a bizonytalanságot szimbolizálja, hogy akár egyetlen pillangónyi aprócska kezdeti eltérés, elegendően hosszú idő elteltével, megjósolhatatlanul különböző helyzetet eredményezhet. 

Mident áthat a káosz

Az éghajlat sem ismétli önmagát. Szabálytalan változékonyságához még csak külső hatás (például emberi szén-dioxid kibocsátás) sem kell. Ha pedig előre szeretnénk jelezni, akkor ez hosszútávon szinte lehetetlen!

Valójában a légkör egy végtelen szabadsági fokú rendszer. Légköri káoszról szigorúan véve csak abban az értelemben beszélhetünk, hogy a légköri folyamatok leírására képesek vagyunk olyan egyszerű matematikai modelleket alkotni, amelyek elfogadható hűséggel szimulálják a légkör viselkedését.

Ha mégis pontosan előre szeretnénk jelezni, mi fog történni, nem fog sikerülni. Sem a természetben, sem a tőzsdén, sem a gazdaságban, sem máshol. Jövőről legfeljebb valószínűségekben lehetséges beszélni. És, ha nagyon egzaktak akarunk lenni, nem árt használni a feltételes módot sem. 

(Borítókép: Shutterstock)