Kaos teorisi, mekanik ve matematikte, deterministik yasalarla yönetilen sistemlerde görünüşte rastgele veya tahmin edilemez davranışların incelenmesi. Daha doğru bir terim olan deterministik kaos, bir paradoks önerir çünkü tanıdık ve yaygın olarak uyumsuz olarak kabul edilen iki kavramı birbirine bağlar. Birincisi, bir gazdaki bir molekülün yörüngesinde veya bir popülasyondan belirli bir bireyin oy seçiminde olduğu gibi, rastgele veya öngörülemezliktir. Geleneksel analizlerde, işyerindeki birçok nedenin göz ardı edilmesinden kaynaklanan rastgelelik, gerçekden daha belirgin olarak kabul edildi. Başka bir deyişle, dünyanın karmaşık olduğu için tahmin edilemez olduğuna inanılıyordu. İkinci kavram, Isaac Newton'un zamanından beri bilimin başlangıçta karmaşık olanı öngörülebilir hale getirmedeki başarısını örneklediği kabul edilen bir sarkaç veya gezegeninki gibi deterministik harekettir.
fizik biliminin ilkeleri: Kaos
Birçok sistem az sayıda parametre olarak tanımlanabilir ve oldukça öngörülebilir bir şekilde davranabilir. Durum böyle değilse,
Bununla birlikte, son on yıllarda, görünen sadeliklerine ve ilgili güçlerin iyi anlaşılmış fiziksel yasalara tabi olmasına rağmen, öngörülemeyen bir şekilde davranan çeşitli sistemler incelenmiştir. Bu sistemlerde ortak unsur, başlangıç koşullarına ve nasıl harekete geçirildiklerine karşı çok yüksek hassasiyettir. Örneğin, meteoroloji uzmanı Edward Lorenz, basit bir ısı konveksiyon modelinin kendisinin öngörülemezliğine, “kelebek etkisi” olarak adlandırdığı bir duruma sahip olduğunu keşfetti, bu da bir kelebeğin kanadının çırpılmasının havayı değiştirebileceğini düşündürüyor. Daha sade bir örnek langırt makinesidir: topun hareketleri, yerçekimi haddeleme ve elastik çarpışmaların kanunları tarafından yönetilir - her ikisi de tam olarak anlaşılmıştır - ancak nihai sonuç tahmin edilemez.
Klasik mekanikte dinamik bir sistemin davranışı geometrik olarak “çeken” hareket olarak tanımlanabilir. Klasik mekaniğin matematiği üç tip çekiciyi etkili bir şekilde tanımıştır: tek noktalar (sabit durumları karakterize etmek), kapalı döngüler (periyodik döngüler) ve tori (birkaç döngünün kombinasyonları). 1960'larda Amerikalı matematikçi Stephen Smale tarafından yeni bir “tuhaf çekiciler” sınıfı keşfedildi. Garip çekicilerde dinamikler kaotiktir. Daha sonra, garip çekicilerin tüm büyütme ölçeklerinde ayrıntılı bir yapıya sahip oldukları fark edildi; bu tanınırlığın doğrudan bir sonucu, fraktal kavramının (genellikle öz-benzerlik özelliğini sergileyen karmaşık geometrik şekiller sınıfı) gelişmesiydi ve bu da bilgisayar grafiklerinde kayda değer gelişmelere yol açtı.
Kaos matematiğinin uygulamaları, akışkan türbülanslı akış, kalp atışındaki düzensizlikler, nüfus dinamikleri, kimyasal reaksiyonlar, plazma fiziği ve grupların ve yıldız kümelerinin hareketinin incelenmesi de dahil olmak üzere oldukça çeşitlidir.
