A káosz természete

A cikksorozat lezárása


T avaly decemberben káoszsorozatunk végére értünk. A 2002 júliusában indított, eredetileg 8-10 részesre tervezett sorozat végül is majd kétszer ilyen hosszú lett, egy interjúval is kiegészült, s a természettudományok szinte minden ágában bemutatta a káosz megjelenését.

Összefoglalásként emlékeztetjük Olvasóinkat arra, hogy a káosz olyan bonyolult mozgás, mely érzékeny a kezdőfeltételekben megmutatkozó kis eltérésekre. Tetszőlegesen kicsi kezdeti különbségek jelentős végállapotbeli különbségekre vezetnek. Ez az erős szétszóródásra való hajlam a hétköznapi életben is sokszor megfigyelhető. A hurrikánok követésekor láthattuk a tv-ben, hogy - hasonló keletkezési helyük ellenére - mennyire eltérő helyeken érhetik el az Egyesült Államok partvonalát. Másik példaként gondoljunk egy 10-20 éves érettségi találkozóra, ahol kiderül, hogy az azonos bizonyítvánnyal rendelkező diákok élete is mennyire különbözően alakul. Természetesen tudjuk, hogy az érvényesülés nem csak az iskolai osztályzatokon múlik… Az élet bonyolult.

A káosz meglepő tulajdonsága, hogy a kezdőfeltételekre való érzékenység egyszerű rendszerekben is gyakran előfordul, olyanokban, melyek mozgását néhány egyenlet is teljesen meghatározza. Ezért szokás a káoszt úgy definiálni, mint egyszerű rendszerek bonyolult időbeli viselkedését.

A kezdőfeltételekre való érzékenység azt jelenti, hogy nem tudjuk közép- vagy hosszú távon pontosan előre jelezni, hogy mi fog történni. Bonyolult rendszerek esetén ez természetes is, de a káosz azt mutatja, hogy gyakran egyszerű rendszerek jövője sem jósolható meg.

Annak érzékeltetésére, hogy milyen nagy a különbség az előre jelezhető és az ezektől eltérő jelenségek között, gyakran említik, hogy bár évekre előre másodperc pontossággal meg tudjuk mondani, mikor lesz a következő napfogyatkozás, fogalmunk sincs arról, hogy megfigyelhető lesz-e, azaz felhős lesz-e aznap az ég. Cikksorozatunkból azonban kiderült, hogy a Naprendszer egészének mozgása is kaotikus, csak az előrejelezhetetlenség saját jellemző idején, a 10 millió éves skálán jelenik meg. Ezért tűnik a Naprendszer egészének mozgása az írott történelem során tökéletesen megjósolhatónak.

A káosz jelensége minden tudományban felléphet. Az, hogy az egyes területeken mekkora ennek a jelentősége, függ az adott tudománytól. Mára mondhatjuk, hogy a káosz fogalomköre alapvetően beépült a meteorológiába, a fizikai oceanográfiába, a csillagászatba, és megváltoztatta ezen tudományok korábbi irányultságát. A "fizika világéve" lezárultával érdemes megemlíteni, hogy minden relativisztikus mozgás, sőt - egyes elméletek szerint - az univerzum fejlődése is lehet(ett) kaotikus. Más területeken, például a mérnöki tudományokban, vagy a környezetszennyezés megértése terén a káosz jelentőségének felismerése várhatóan erősödik a közeljövőben.

A jelenleg folyó kutatások rámutatnak arra, hogy a káosz szerepet játszik a nanotechnológiák által előállított eszközökben, ahol már a kvantummechanika törvényei érvényesek (kvantumkáosz). Az orvosi berendezésekben, nyomtatókban használt, néhány száz mikron átmérőjű csövekben (mikrokeverők) egyedül a káosz biztosíthat jó keverést s hatékonyan zajló kémiai, illetve biokémiai reakciókat. Egyre érdekesebb eredmények várhatók a térben kiterjedt rendszerek időfüggő mintázatainak a káosz fogalmaira épülő megértésétől is.

Annak ellenére tehát, hogy sorozatunk lezárult, a jövőben bizton számíthatunk olyan cikkekre, melyek ezen élő és fejlődő tudomány legújabb eredményeiről számolnak be.

Tél Tamás




Természet Világa, 137. évfolyam, 1. szám, 2006. január
http://www.termeszetvilaga.hu/
http://www.chemonet.hu/TermVil/ 


Vissza a tartalomjegyzékhez