Колку пати ви се случило, поради претходно најавени дождови да излезете од дома носејќи чадор и чизми, а потоа цел ден да било сончево? Уште почест е случајот кога наспроти прогнозираното ведро небо и топол ден, сте се вратиле дома мокри, бидејќи ве фатил силен дожд во тек на прошетка.
Како воопшто се предвидува какво ќе биде времето? Кон средината на 20 век, метеоролозите почнале успешно да ги предвидуваат временските прилики врз основа на проучување на движењето на воздушните струи.
Иако биле познати диференцијалните равенки (равенки кои вклучуваат променливи и нивни изводи) кои го регулирале времето, од движењето на облаците до промена на топлината, проблемот бил во тоа што тие биле нелинеарни и за нивно решавање било потребно да се користи нумеричка анализа. Тоа значи дека можеле да се решат со повторување на едноставни математички операции многу пати, со цел да се добие точно решение, но во општ случај, никогаш не било сосема точно. На поединец вакво пресметување би му одземало многу време и веројатно би довело до многу грешки. Меѓутоа, појавата на првите компјутери овозможило надминување на таа пречка.
Американскиот математичар и метеоролог Едвард Нортон Лоренц во 1962 година изведувал нумерички симулации на модели на атмосферата, испитувајќи ја нивната точност. Моделот ги исклучувал облаците, дождот и промената на годишните времиња, и имал за цел што поточно да го опише движењето на воздухот низ атмосферата. Иако внатре ништо не се случувало на ист начин, се чинело дека може да се предвиди некој образец според кој се одвиваат работите во атмосферата. Покрај тоа, повеќето научници понекогаш се обложувале на која страна ќе отиде струењето.
Еден ден, за да се скуси постапката и да се извршат подетални испитувања Лоренц во програмата внел податоци од претходното извршување. Иако претпоставил дека резултатите од симулациите ќе бидат како и претходните, го вџашило тоа што претходните и новите записи се повеќе се разликувале и делувало како да не поаѓаат од истите бројки. Утврдувајќи дека не постои никаква грешка во хардверот и пречукувањето, се сетил дека компјутерот во меморијата чува броеви попрецизно од што тој самиот ги пишувал. Со оглед на тоа дека искористил разни податоци при покренување на новиот циклус, создал мали разлики во вредностите, кои на почеток делувале занемарливо. Без оглед на тоа што разликите во температурата, притисокот, брзината на ветерот и овие две извршувања биле помали од еден промил во почетокот, довеле до тоа времето драстично да се измени во следните месеци.
Забележувањата до кои дошол првпат ги објавил во Журнал за атмосферската наука во 1963 година.
- Двете состојби кои се разликуваат за мала вредност можат евентуално да доведат до две значително различни состојби. Ако постои грешка во денешните опсервации, а во произволниот реален систем такви грешки, се чинат неизбежни, прифатливата прогноза за состојбата во далечната иднина е најверојатно невозможна. Во поглед на неизбежната неточност и некомплетност на временското мерење, прецизни долгорочни временски прогнози изгледа не постојат.
Сметајќи дека неговиот модел на атмосферата бил многу едноставен, резултатите многу се разликувале од претпоставените. Со понатамошни истражувања и земање предвид на сите почетни услови кои можеле да влијаат на промена на климатската состојба, заклучил дека не може да се направи целосно прецизна краткорочна временска прогноза, додека долгорочната дефинитивно е осудена на пропаст. Совршената прогноза, освен апсолутно точниот модел, би барала и точни вредности на температурата, ветерот, влажноста на воздухот и останати параметри секаде во светот во ист момент, што речиси е невозможно да се изведе, а секоја минимална грешка би довела до многу различни прилики.
Лоренцовата понатамошна истражувачка работа довела до настанок и развој на Теоријата на хаосот. А од предавањата кои во 1972 година ги одржал на темата: Дали треперењето на крилата на пеперутките во Бразил предизвикува торнадо во Тексас?, потекнува познатиот израз во науката – Ефект на крилата на пеперугите (butterfly effect), кој се користи за истражување на нестабилноста на некој систем.
Моделот на хаосот претставува неправилно, непредвидливо однесување на детерминистичките нелинеарни динамички системи (систем кој се менува со тек на времето). Додека за теоријата на хаосот не постои прецизна математичка дефиниција, еден од условите кој мора да важи за да се каже дека динамичкиот систем е хаотичен е дека е чувствителен на почетните услови.
Национална географија