Teoria do caos
Entenda a teoria do caos do meteorologista Edward Lorenz Saiba mais sobre o meteorologista Edward Lorenz e sua contribuição para a teoria do caos. Open University (um parceiro editorial da Britannica) Veja todos os vídeos para este artigo
Teoria do caos , dentro mecânica e matemática , o estudo de comportamento aparentemente aleatório ou imprevisível em sistemas governados por leis determinísticas. Um termo mais preciso, caos determinístico , sugere um paradoxo porque conecta duas noções que são familiares e comumente consideradas incompatíveis. O primeiro é o da aleatoriedade ou imprevisibilidade, como na trajetória de um molécula em um gás ou na escolha de voto de um determinado indivíduo de uma população. Nas análises convencionais, a aleatoriedade foi considerada mais aparente do que real, decorrente da ignorância das muitas causas em trabalhos . Em outras palavras, era comum acreditar que o mundo é imprevisível porque é complicado. A segunda noção é a de determinista movimento, como o de um pêndulo ou planeta, que tem sido aceito desde o tempo de Isaac Newton exemplificando o sucesso de Ciência em tornar previsível o que é inicialmente complexo.
Nas últimas décadas, no entanto, um diversidade de sistemas foram estudados que se comportam de forma imprevisível, apesar de sua aparente simplicidade e do fato de que as forças envolvidas são governadas por leis físicas bem compreendidas. O elemento comum nesses sistemas é um alto grau de sensibilidade às condições iniciais e à maneira como são postas em movimento. Por exemplo, o meteorologista Edward Lorenz descobriu que um modelo simples de convecção de calor possui intrínseco imprevisibilidade, uma circunstância que ele chamou de efeito borboleta, sugerindo que o mero bater de asas de uma borboleta pode mudar o clima. Um exemplo mais caseiro é o maquina de pinball : os movimentos da bola são precisamente governados pelas leis de gravitacional colisões rolantes e elásticas - ambas totalmente compreendidas - mas o resultado final é imprevisível.
Na mecânica clássica, o comportamento de um dinâmico sistema pode ser descrito geometricamente como movimento em um atrator. A matemática da mecânica clássica reconheceu efetivamente três tipos de atratores: pontos únicos (caracterizando estados estacionários), loops fechados (ciclos periódicos) e tori (combinações de vários ciclos). Na década de 1960, uma nova classe de atratores estranhos foi descoberta pelo matemático americano Stephen Smale. Em atratores estranhos, o dinâmica é caótico. Mais tarde, foi reconhecido que atratores estranhos têm estrutura detalhada em todas as escalas de ampliação; um resultado direto desse reconhecimento foi o desenvolvimento do conceito de fractal (uma classe de formas geométricas complexas que comumente exibem a propriedade de autossimilaridade), que por sua vez levou a desenvolvimentos notáveis na computação gráfica.
Aplicações da matemática de caos são altamente diverso , incluindo o estudo do fluxo turbulento de fluidos, irregularidades no batimento cardíaco, dinâmica populacional, reações químicas , plasma física, e o movimento de grupos e aglomerados de estrelas .
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