Kaos framkallar bilder av dinosaurierna som springer vilda i Jurassic Park, eller min väns småbarn som härjar i vardagsrummet.

I en kaotisk värld, man vet aldrig vad man kan förvänta sig. Det händer saker hela tiden, drivs av någon form av slumpmässig impuls.

Men kaos har en djupare betydelse i samband med fysik och klimatvetenskap, relaterat till hur vissa system – som vädret eller beteendet hos ett litet barn – är i grunden oförutsägbara.

Forskare definierar kaos som de förstärkta effekterna av små förändringar i nuet som leder till långsiktig oförutsägbarhet. Föreställ dig två nästan identiska berättelser. I en version, två personer stöter på varandra på en tågstation; men i den andra, tåget anländer 10 sekunder tidigare och mötet inträffar aldrig. Från och med då, de två plotlinjerna kan vara helt olika.

Vanligtvis spelar de små detaljerna ingen roll, men ibland får små skillnader konsekvenser som fortsätter att förvärras. Och den sammansättningen är det som leder till kaos.

En chockerande serie upptäckter på 1960- och 70-talen visade hur lätt det är att skapa kaos. Ingenting kunde vara mer förutsägbart än den svängande pendeln på en farfarsklocka. Men om du separerar en pendel halvvägs ner genom att lägga till en annan axel, svängningen blir vilt oförutsägbar.

Kaos är annorlunda än slumpmässigt

Som en komplex systemvetare, Jag tänker mycket på vad som är slumpmässigt.

Vad är skillnaden mellan ett paket kort och vädret?

Du kan inte förutsäga din nästa pokerhand—om du kunde, de skulle kasta ut dig från kasinot – medan du förmodligen kan gissa morgondagens väder. Men hur är det med vädret om två veckor? Eller om ett år?

Slumpmässighet, som kort eller tärningar, är oförutsägbar eftersom vi helt enkelt inte har rätt information. Kaos är någonstans mellan slumpmässigt och förutsägbart. Ett kännetecken för kaotiska system är förutsägbarhet på kort sikt som bryts ner snabbt över tid, som i flodforsar eller ekosystem.

Varför kaosteori är viktig

Isaac Newton föreställde sig fysiken som en uppsättning regler som styr ett urverksuniversum - regler som en gång igång, skulle leda till ett förutbestämt resultat. Men kaosteorin bevisar att även de strängaste reglerna och nästan perfekt information kan leda till oförutsägbara resultat.

Denna insikt har praktiska tillämpningar för att bestämma vilken typ av saker som överhuvudtaget är förutsägbara. Kaos är anledningen till att ingen väderapp kan berätta om vädret om två veckor – det är helt enkelt omöjligt att veta.

Å andra sidan, bredare förutsägelser kan fortfarande vara möjliga. Vi kan inte förutsäga vädret ett år från nu, men vi vet fortfarande hur vädret är den här tiden på året. Det är så klimatet kan vara förutsägbart även när vädret inte är det. Teorier om kaos och slumpmässighet hjälper forskare att reda ut vilka typer av förutsägelser som är vettiga och vilka som inte gör det.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.