HỖN ĐỘN LÀ GÌ? LỜI GIẢI THÍCH TỪ MỘT NHÀ KHOA HỌC HỆ THỐNG PHỨC HỢP
Những thay đổi rất nhỏ, giống như cánh bướm vỗ, có thể được khuếch đại xuống
phía hạ lưu trong một hệ thống hỗn độn. Catherine Falls Commercial/Khoảnh khắc qua Getty
Images
Sự Hỗn độn [Chaos] gợi lên hình ảnh đám khủng long chạy như điên trong Công viên kỷ Jura, hay đứa con mới biết đi của bạn tôi đang phá nát phòng khách.
Trong một thế giới hỗn độn, bạn không bao giờ biết điều gì sẽ xảy ra. Luôn có chuyện này chuyện kia xảy ra mọi lúc mọi nơi, được thúc đẩy bởi bất kỳ loại xung lực ngẫu nhiên nào.
Nhưng sự Hỗn độn có ý nghĩa sâu xa hơn trong mối quan hệ với vật lý và khoa học khí hậu, nó liên quan việc làm thế nào những hệ thống xác định – như thời tiết hoặc hành vi của một đứa trẻ mới biết đi - về cơ bản là không thể đoán trước được.
Các nhà khoa học định nghĩa sự Hỗn độn là tác động khuếch đại của những thay đổi nhỏ trong hiện tại dẫn đến tình trạng không thể đoán trước về lâu dài. Hãy hình dung hai cốt truyện gần như giống hệt nhau. Trong một phiên bản, hai người va vào nhau tại nhà ga xe lửa; nhưng trong phiên bản còn lại, tàu đến sớm hơn 10 giây và cuộc gặp gỡ không bao giờ xảy ra. Kể từ đó, hai tuyến tình tiết có thể khác biệt một trời một vực.
Những ai sẽ không chạm mặt nhau trong đám đông nếu tàu đến sớm hơn vài
giây? Urbancow/E+ qua Getty Images
Thông thường những chi tiết nhỏ đó không đáng kể, nhưng đôi khi vài khác biệt nhỏ lại tạo thành những hệ quả liên tục trộn lẫn vào nhau. Và hỗn hợp đó là cái dẫn đến sự Hỗn độn.
Một loạt khám phá gây sốc trong những năm 1960 và 70 đã cho thấy Hỗn độn dễ phát sinh đến nhường nào. Không gì dễ đoán trước hơn quả lắc của chiếc đồng hồ tủ đứng. Nhưng nếu bạn tách một con lắc bằng cách thêm một trục khác ở giữa trục hiện tại, quỹ đạo dao động sẽ trở nên cực kỳ khó đoán.
Hỗn độn khác với ngẫu nhiên
Là một nhà khoa học hệ thống phức hợp, tôi suy nghĩ rất nhiều về chuyện cái gì là ngẫu nhiên.
Sự khác biệt giữa một xấp bài và thời tiết là gì?
Bạn không thể dự đoán ván bài poker tiếp theo của mình – nếu bạn có thể, người ta sẽ ném bạn ra khỏi sòng bạc – trong khi bạn có lẽ đoán được thời tiết ngày mai. Nhưng còn thời tiết hai tuần nữa thì sao? Hoặc một năm tới?
Tính ngẫu nhiên, giống như lá bài hoặc xúc xắc, là không thể đoán trước bởi vì chúng ta không có thông tin chính xác. Hỗn độn nằm ở đâu đó giữa ngẫu nhiên và có thể dự đoán được. Một dấu hiệu nhận diện của các hệ thống hỗn độn là khả năng dự đoán được trong thời gian ngắn sẽ nhanh chóng bị phá vỡ theo thời gian, như ở các ghềnh sông hoặc hệ sinh thái.
Sự hỗn độn có thể giải thích tại sao khí hậu có thể dự đoán được trong khi
thời tiết thì không. Sören Lubitz Photography/Khoảnh khắc qua Getty Images
Tại sao lý thuyết hỗn độn lại quan trọng
Isaac Newton đã hình dung vật lý như một tập hợp các quy tắc chi phối vũ trụ đồng hồ [clockwork universe] – các quy tắc mà khi khởi động sẽ dẫn đến một kết quả định trước. Nhưng lý thuyết hỗn độn chứng minh rằng ngay cả những quy tắc nghiêm ngặt nhất và thông tin gần như hoàn hảo cũng có thể dẫn đến những kết quả không thể đoán trước.
Việc hiểu rõ điều này có nhiều ứng dụng thực tế nhằm quyết định rốt cuộc chuyện gì thì có thể đoán trước. Sự Hỗn độn là lý do tại sao không ứng dụng thời tiết nào có thể báo cho bạn thời tiết trong hai tuần tới – đơn giản đó là chuyện không thể biết được.
Mặt khác, ta vẫn có thể thực hiện những dự đoán rộng hơn. Dù không thể dự báo thời tiết trong vòng một năm tới, chúng tôi vẫn biết thời tiết thường ra sao vào thời điểm này trong năm. Đó là cách dự đoán khí hậu ngay cả khi thời tiết không thể đoán nổi. Các lý thuyết về Hỗn độn và ngẫu nhiên giúp các nhà khoa học phân loại xem loại dự đoán nào có nghĩa và loại nào không.
 |
| Mitchell Newberry |
Đọc các giải thích ngắn gọn có thể truy cập khác về những chủ đề đáng xem được viết bởi các học giả trong lĩnh vực chuyên môn của họ cho The Conversation US tại đây.
THÔNG TIN TÁC GIẢ
Trợ lý Giáo sư về Hệ thống phức hợp, Đại học Michigan
Tuyên bố công khai
Tác giả không làm việc, tư vấn, sở hữu cổ phần hoặc nhận tài trợ từ bất kỳ công ty hoặc tổ chức nào được hưởng lợi từ bài viết này, và không có sự trực thuộc nào ngoài giới chuyên môn của mình.
Huỳnh Thị Thanh Trúc dịch
Nguồn: What is chaos? A complex systems scientist explains, The Conversation, Oct 7, 2021.
