Η θεωρία του Χάους είναι από τις λίγες καινούργιες θεωρίες στις φυσικές επιστήμες που έχουν διεγείρει σε τόσο μεγάλο βαθμό το ενδιαφέρον του κόσμου. Τι είναι αυτό άραγε που καθιστά τη συγκεκριμένη θεωρία τόσο ξεχωριστή και συναρπαστική; Ας ξεκινήσουμε από τα βασικά.
Κύριο μέλημα κάθε επιστήμης είναι η διαρκής προσπάθεια σύνδεσης της αιτίας με το αποτέλεσμα. Για παράδειγμα, με βάση τους νόμους για τη βαρύτητα, είναι δυνατό να προβλεφθούν οι ηλιακές εκλείψεις και οι εμφανίσεις κομητών. Αν και οι ατμοσφαιρικές κινήσεις υπακούουν στους ίδιους νόμους, οι μετεωρολογικές προβλέψεις εμφανίζουν ακόμα αρκετά προβλήματα. Από τη στιγμή που δεν υπάρχει σαφής και καθορισμένη συσχέτιση αιτίου - αποτελέσματος, μπορεί να πει κανείς ότι στα συγκεκριμένα φαινόμενα εμπεριέχονται τυχαία στοιχεία. Αυτή την τυχαία συμπεριφορά αποκαλούμε χάος. Ένα φαινομενικά παράδοξο είναι ότι το χάος είναι αιτιοκρατικό, καθώς παράγεται από σταθερούς κανόνες που δεν εμπεριέχουν τυχαία στοιχεία μεταβολής. Μιλάμε, δηλαδή, για αιτιοκρατικό ή ντετερμινιστικό χάος. Το μέλλον, από μία θεωρητική προσέγγιση, μπορεί να προσδιοριστεί απόλυτα από το παρελθόν. Στην πράξη όμως, μία απειροελάχιστη διαφορά στις αρχικές συνθήκες μεγεθύνεται. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το μελετώμενο σύστημα να καθίσταται απρόβλεπτο σε βάθος χρόνου.
Μετά από την τεράστια ώθηση που δόθηκε στην εξέλιξη των φυσικών επιστημών, με την εισαγωγή των φορμαλιστικών θεωριών των Newton και του Leibniz, ωρίμασε η κρυφή λαχτάρα ότι αιτιοκρατία και προβλεψιμότητα είναι έννοιες ταυτόσημες. Διαφορετικές απόψεις, όπως αυτή του Henri Poincare το 1892, περί χαοτικής συμπεριφοράς του συστήματος τριών σωμάτων, θεωρήθηκαν άκρως ανατρεπτικές και χρειάστηκαν περίπου 70 χρόνια ώστε να ασχοληθεί ξανά η επιστημονική κοινότητα με τέτοια φαινόμενα.
Το 1927, η κλασική αιτιοκρατική άποψη δέχθηκε ένα βαρύ πλήγμα από τη δημοσίευση της περίφημης αρχής της αβεβαιότητας του Werner Heisenberg, η οποία αναφέρει ότι είναι αδύνατο να υπολογισθούν ταυτοχρόνως, με απόλυτη ακρίβεια, η θέση και η ταχύτητα ενός αντικειμένου. Ο Heisenberg χαρακτηριστικά αναφέρει: ''Στην αυστηρή διατύπωση του νόμου της αιτιότητας - Όταν γνωρίζουμε το παρόν, μπορούμε να υπολογίσουμε το μέλλον - δεν είναι το τελευταίο μέλος αλλά το πρώτο που είναι λαθεμένο. Δεν μπορούμε να γνωρίζουμε το παρόν σε όλες τις καθοριστικές λεπτομέρειές του. Συνεπώς, κάθε αντίληψη αποτελεί μια επιλογή από μία πληθώρα ενδεχομένων και έναν περιορισμό για τα μελλοντικά ενδεχόμενα. Επειδή κάθε πειραματική διαδικασία υπόκειται στους νόμους της κβαντομηχανικής και συνάμα στην αρχή της αβεβαιότητας, η ακυρότητα του νόμου της αιτιότητας εδραιώνεται οριστικά μέσω της κβαντομηχανικής''.
Και φτάνουμε στο 1960, όταν ο μετεωρόλογος Ed Lorenz διατυπώνει την αδυναμία μακροπρόθεσμης πρόβλεψης του καιρού με αριθμητικές μεθόδους, μιλώντας ανοιχτά για χαοτική συμπεριφορά του συγκεκριμένου μαθηματικού συστήματος. Πιο συγκεκριμένα, εισήγαγε τον όρο ''φαινόμενο πεταλούδας'' ώστε να περιγράψει την ευαίσθητη εξάρτηση της εξέλιξης των καιρικών φαινομένων από τις αρχικές συνθήκες. Σύμφωνα με το συγκεκριμένο φαινόμενο, το απλό πέταγμα μιας πεταλούδας στην Κίνα μπορεί να επηρεάσει το κλίμα των ΗΠΑ, προξενώντας καταιγίδες. Ενδιαφέρον έχει και ο ορισμός του Lorenz για το αιτιοκρατικό χάος: ''Χάος εμφανίζεται όταν το σφάλμα στη διάδοση, θεωρούμενο ως ένα σήμα σε μια χρονική διαδικασία, μεγεθύνεται σε μέγεθος ίδιας τάξης με το αρχικό σήμα''. Ο Lorenz ουσιαστικά απέδειξε ότι αιτιοκρατία και προβλεψιμότητα δεν είναι έννοιες ταυτόσημες.
Η κύρια ιδιότητα που χαρακτηρίζει ένα χαοτικό σύστημα είναι η ευαίσθητη εξάρτηση από τις αρχικές συνθήκες. Όταν ένα σύστημα παρουσιάζει χαοτική συμπεριφορά, πολύ κοντινές τροχιές απομακρύνονται εκθετικά η μία από την άλλη με το πέρασμα του χρόνου, με συνέπεια η σχέση αιτίας και αποτελέσματος να χάνεται ολοκληρωτικά και η μακροπρόθεσμη πρόβλεψη της εξέλιξης του συστήματος να καθίσταται τελείως αδύνατη. Συνεπώς, σημαντική παράμετρος στη μελέτη χαοτικών συστημάτων είναι ο ''ορίζοντας προβλεψιμότητας'', δηλαδή το μαθηματικό, φυσικό ή χρονικό όριο, πέρα από το οποίο καμία πρόβλεψη δεν είναι εφικτή. Όπως ο καιρός, και η κίνηση των πλανητών αποτελεί χαοτικό φαινόμενο, με το χρόνο εκδήλωσης χαοτικής συμπεριφοράς να είναι πολύ μεγαλύτερος.
Η νέα θεωρία του Χάους αποδεικνύει ότι όλη η ομορφιά της φύσης με την τεράστια πολυμορφία της, δεν υπόκειται σε περίπλοκους νόμους, αλλά προέρχεται από πολύ απλές διαδικασίες, μη γραμμικού όμως τύπου. Για παράδειγμα, το μόριο του νερού είναι απλούστατο, αν όμως γίνει πάγος και συνδεθεί με άλλα μόρια προξενεί τη γέννηση των περίπλοκων μορφών των κρυστάλλων του χιονιού. Και κανένας κρύσταλλος δεν είναι ακριβώς ίδιος με τον άλλο. Τώρα ξέρουμε ότι όλα στη φύση συμπεριφέρονται με μη γραμμικό τρόπο, ωστόσο μέχρι πρόσφατα δεν είχαμε μαθηματική μέθοδο για να μελετήσουμε τέτοιες συμπεριφορές.
Η φιλοσοφική διδασκαλία του Κάρμα είναι ένα παράδειγμα που μπορεί να συνδεθεί με αυτό το μοντέλο. Πολύ μικρές λεπτομέρειες στην αλυσίδα αιτίων και αιτιατών, μπορούν να προκαλέσουν εξαιρετικά περίπλοκα αποτελέσματα, φαινομενικά τυχαία, απρόβλεπτα και χαοτικά. Ωστόσο, τώρα πια γνωρίζουμε ότι υπάρχει επίσης μια Υπερ-τάξη μέσα στο Χάος, και το φαινομενικό χάος και το τυχαίο στη ζωή και στην ιστορία υπακούουν σε αίτια και νόμους ενός ανώτερου επιπέδου, δυναμικού και μη γραμμικού.
Και για τους πιο λαϊκούς της υπόθεσης, παρατίθενται οι εξής στίχοι προς ευχερέστερη κατανόηση των ανωτέρω: Για ένα καρφί, χάθηκε το πέταλο. Για ένα πέταλο, χάθηκε το άλογο. Για ένα άλογο, χάθηκε ο καβαλάρης. Για ένα καβαλάρη, χάθηκε η μάχη. Για μια μάχη, χάθηκε η αυτοκρατορία.
ΠΗΓΕΣ
1. Σκαρπαλέζος, Λ., (2006), Χαοτική σκέδαση, Μεταπτυχιακή διατριβή, Τμήμα Φυσικής, ΑΠΘ.
2. Φράκταλ: Η γεωμετρία του Χάους, http://hellenic-spirit.blogspot.gr
3. http://ainafetst.wordpress.com/
