La teoria del caos è lo studio di piccoli cambiamenti che trasformano completamente il futuro di un sistema. Questo può essere applicato a qualsiasi sistema compreso il sistema solare, pianeta terra, ecosistemi, meteo, clima, società, culture, economie, città, organizzazioni e tecnologie. Di seguito sono riportati esempi illustrativi.

Chaos

Chaos, o dipendenza sensibile, è quando un sistema consente piccoli cambiamenti nell’input per portare a un futuro completamente diverso., Ad esempio, l’interferenza elettromagnetica che degrada leggermente la qualità di un’importante videoconferenza tra i leader mondiali in modo tale che una singola parola venga male interpretata portando a un malinteso che finisce per cambiare il mondo.

Causa ed Effetto

Il caos è spesso causato da catene di causa ed effetto per cui una piccola causa può alla fine essere amplificata a effetti sempre maggiori., Per esempio:

Ciclo di Feedback Positivo

Un ciclo di feedback positivo è una situazione in cui produce B che produce più A. Questo può facilmente causare il caos che permette a piccole negativi o positivi per amplificare., Ad esempio, uno studente è interessato a leggere in modo da leggere un buon libro che provoca più interesse nella lettura. Questa situazione potrebbe amplificare tale che l’accesso a una raccolta di buoni libri porta qualcuno a sviluppare una mente straordinaria che cambia il mondo in qualche modo.

Sistemi deterministici

La teoria del caos è principalmente applicata ai sistemi deterministici in cui gli stessi input producono sempre lo stesso output. La teoria del caos è solitamente vincolata a questi sistemi perché questi sistemi sono teoricamente prevedibili se potessimo modellare correttamente il caos., Ad esempio, i modelli di caos potrebbero potenzialmente essere utilizzati per migliorare le previsioni meteorologiche.

Sistemi non deterministici

I sistemi non deterministici sono influenzati dalla casualità tale che gli stessi input non producono sempre lo stesso output. Questi sistemi possono avere il caos, ma non sono comunque prevedibili, quindi di solito sono esclusi dalla teoria del caos. La domanda su cosa sia e cosa non sia un sistema deterministico è spesso discutibile., Se le persone sono in grado di fare scelte casuali o completamente spontanee, i sistemi umani come le società e le economie non sono deterministici. Questa è una domanda filosofica a cui non si può necessariamente rispondere in modo autoritario. Ai fini della teoria del caos, i sistemi sono spesso considerati deterministici.

Sistemi non lineari

La teoria del caos si verifica solo in sistemi non lineari per cui l’output del sistema non è proporzionale all’input. Ad esempio, un piccolo ingresso come una scintilla che può causare una grande uscita come un fuoco fuori controllo., I sistemi non lineari sono estremamente comuni in fisica, biologia, ingegneria e società tali da essere considerati la regola in contrapposizione all’eccezione.

Adattamento

I sistemi adattivi sono sistemi che contengono elementi in grado di adattarsi in base al feedback. Questi tendono ad essere caotici. Le persone sono in grado di adattarsi in base alla loro esperienza in modo tale che la maggior parte dei sistemi umani sono caotici. Ad esempio, uno studente può trascorrere anni sognando di essere un musicista rock e poi improvvisamente cambiare questo percorso a causa di una singola esperienza., Le persone sono così adattive che sono spesso completamente imprevedibili su un orizzonte temporale abbastanza lungo. Allo stesso modo, gli animali sono estremamente adattivi.

Sistemi adattivi complessi

Un sistema adattivo complesso è un sistema con molti elementi adattivi indipendenti. Ad esempio, una società repressiva ben ordinata che è relativamente prevedibile può essere improvvisamente rovesciata da un gran numero di rivoluzionari che si adattano a un sistema che non è vantaggioso per loro.,

Effetto farfalla

L’effetto farfalla è un esperimento mentale che illustra la teoria del caos. Si basa su una farfalla che batte le ali portando a un tornado una settimana dopo a mille miglia di distanza. Questo è considerato possibile in quanto si basa sul lavoro di Edward Lorenz che ha notato che molto piccole modifiche agli input in un modello meteorologico prodotto tempo completamente diverso qualche tempo dopo.

Equilibrio

L’equilibrio è uno stato di equilibrio tra forze opposte come l’offerta e la domanda in un’economia., Sistemi adattivi complessi tendono a muoversi verso l’equilibrio limitando così l’impatto del caos. Ad esempio, un singolo investitore potrebbe essere in grado di innescare i tempi di un panico del mercato azionario che mette un sistema temporaneamente fuori equilibrio, ma tenderebbe a oscillare rapidamente. Un evento a lungo termine come una recessione richiede grandi problemi strutturali e non può essere facilmente causato dal caos perché l’intero sistema torna rapidamente all’equilibrio senza grandi forze.,

Singolarità

Una singolarità è un cambiamento istantaneo e completo che si verifica in un momento. Un ponte può invecchiare lentamente in modo tale che la sua durata è di 100 anni. Tuttavia, se si mette troppo peso sul ponte può improvvisamente, drammaticamente e irreversibilmente fallire in un momento nel tempo. Questa è una singolarità. Le singolarità possono anche essere positive. Ad esempio, il Big Bang è visto come una singolarità che ha creato l’attuale universo osservabile.,

Punto critico

Un punto critico è l’input esatto che causa una singolarità. L’esistenza di punti critici dimostra che le singolarità possono essere causate dal caos. Ad esempio, un ponte può sopportare il peso di 100 camion ma collassare completamente a 100 camion + 1 farfalla.

Emergence

Emergence è un sistema creato dalle azioni delle sue singole parti senza alcun progetto, piano o coordinamento centrale., Ad esempio, una città che emerge con le azioni dei singoli costruttori e cittadini per cui i vicini copiano buone idee e le cose migliorano. L’emergenza è un processo caotico in cui un individuo può cambiare completamente il futuro.

Auto-organizzazione

Emergence può produrre sistemi estremamente ordinati e funzionali nonostante la mancanza di un piano. Questo è spesso visto come un processo di auto-organizzazione in cui l’organizzazione avviene attraverso il comportamento indipendente delle parti di un sistema., Ad esempio, l’evoluzione, il linguaggio, Internet e le economie di libero mercato sono visti come processi di emergenza che hanno creato sistemi estremamente preziosi, resilienti, adattati e funzionali.

(visualization of the early internet)

Swarm Behavior

Swarm behavior è un’intelligenza collettiva che si ottiene dalle azioni dei singoli membri di un gruppo. Questo un processo di emergenza che è caotico come un singolo membro può influenzare il movimento dell’intero sciame.,

Auto-somiglianza

L’auto-somiglianza è un tipo comune di auto-organizzazione per cui un sistema assomiglia alle sue parti. Ad esempio, foglie che assomigliano a rami che assomigliano all’intero albero. L’auto-somiglianza si trova comunemente in natura come il DNA, le linee di faglia, i fiocchi di neve, i cristalli, i fulmini, le reti fluviali, gli alberi, le piante, le strutture proteiche, i modelli di colorazione degli animali, gli anelli di Saturno e suoni come i battiti cardiaci.,

(Romanesco broccoli)

Strano attrattore

Uno strano attrattore è un sistema che tende verso l’auto-somiglianza, non importa cosa succede. Ad esempio, i fiocchi di neve tendono a dimostrare modelli frattali indipendentemente dalle condizioni e dal processo che creano ogni fiocco di neve unico.

Engineered Chaos

I sistemi ingegnerizzati sono solitamente destinati a prevenire il caos rendendo le cose prevedibili e coerenti. Tuttavia, in molti casi i sistemi ingegnerizzati includono funzionalità, bug o difetti di progettazione che consentono un caos significativo., Ad esempio, falle di sicurezza che consentono a un’entità dannosa di controllare un sistema. È possibile che un sistema che ha lo scopo di prevenire il caos crei più caos di quanto prevenga.