Jaka pogoda będzie w wakacje?

Czyli krótko o teorii chaosu.

Dlaczego, pomimo ciągłego rozwoju nauk przyrodniczych i wzrostu mocy obliczeniowej komputerów, wciąż nie potrafimy przewidywać huraganów czy chociażby nie ma prognoz pogody na najbliższy rok, by optymalnie zaplanować sobie urlop lub plony w rolnictwie? Czemu synoptycy niechętnie podają prognozy długoterminowe, a ich trafność porównywalna jest z tymi od Bacy z reumatyzmem?

Wszystkiemu winien jest chaos deterministyczny, potocznie nazywany też efektem motyla, którego trzepot skrzydeł w Ohio po kilku dniach powoduje burzę piaskową w Teksasie. Czy zatem powinniśmy wytruć wszystkie motyle, by zapobiec przyszłym klęskom żywiołowym? W okół teorii chaosu narosło wiele mitów i legend, podsycanych przez hollywoodzkie produkcje z tajemniczymi geniuszami matematycznymi w rolach głównych. Na przykład w Parku Jurajskim Ian Malcolm dzięki teorii chaosu przewiduje mającą nastąpić katastrofę!?

Trudność w przewidywaniu pogody lub zmian klimatu nie leży wcale w złożoności obliczeniowej stosowanych algorytmów czy ogromnej ilości przetwarzanych danych, na to pomogłoby stosowanie rozwiązań przybliżonych lub poczekanie na szybsze komputery. Natura problemu jest bardziej złożona, istnieje pewna grupa układów, których zachowania nie jesteśmy w stanie przewidzieć w dłuższym czasie, znając poprawne równania je opisujące. Brzmi to dość tajemniczo, znamy teorię, ale nie jesteśmy w stanie jej praktycznie wykorzystać? Otóż to, do równań opisujących zachowanie układu w czasie trzeba wstawić wartości początkowe, te z kolei, jeśli pochodzą z otaczającej nas rzeczywistości, obarczone są błędem pomiaru (nie wspominam już nawet o zasadzie nieoznaczoności Heisenberga). Drobny błąd w danych początkowych z czasem wykładniczo rozrasta się do dowolnego zachowania układu, stąd porównanie do motyla i burzy. Daje to złudzenie losowego zachowania deterministycznego modelu, skąd z kolei nazwa teoria chaosu. Odkrycia tego dokonał Edward Lorenz, przypadkowo zaokrąglając pośrednie wyniki symulacji zjawisk pogodowych.

Może to lepiej, że pewnych rzeczy nie jesteśmy w stanie poznać z dużym wyprzedzeniem, życie stało by się wtedy takie nudne i trzeba by znaleźć inny dyżurny temat konwersacji niż pogoda.