Řád a chaos

Původ tohoto chování pomohla vysvětlit událost, ve které sehrála velkou roli náhoda: Lorenz chtěl zopakovat jeden ze svých meteorologických modelů, ale nechtěl čekat, až celý pomalý proces proběhne. Zajímala ho pouze jedna jeho konkrétní část. Domníval se, že pokud zadá vstupní informace vyčtené z grafu prvního průběhu, pak získá druhý průběh od tohoto místa dále. Předpokládal, že druhý výsledek bude stejný jako první, jen zkrácený. Křivka vykreslovaná programem se ale oproti prvnímu průběhu odchýlila nečekaně silně. Jak se později ukázalo, důvodem byla skutečnost, že Lorenz zadal počáteční hodnoty s menší přesností než poprvé – namísto šestimístného čísla zadal stejné číslo, ale zaokrouhlené pouze na tři. Tato zdánlivě zanedbatelná změna vstupních parametrů zásadně proměnila chování celku... Jev byl poeticky nazván Motýlím efektem, dnes již běžně používaným technickým termínem. Jeho podstata často bývá metaforicky vysvětlována slovy: „pokud dnes motýl zvíří vzduch v Pekingu, příští měsíc to může změnit systém bouří v New Yorku“. V praxi samozřejmě většinou dochází k tomu, že je narušení původní rovnováhy zapříčiněné pohybem motýlích křídel vyrušeno jinými podobnými procesy, samotný fakt existence takto citlivé závislosti ale výrazně změnil uvažování o charakteru přírodních systémů a náhodnosti jako takové. Jedním z dalších zjištění, které první vědce zabývající se chaosem udivilo, byla skutečnost, že nepředvídatelně se chovající systémy lze uvést do nerovnovážného chování (například vnějším zásahem, nárůstem rušivých šumů a podobně), ale že se tyto systémy po odeznění vnějších vlivů vždy samovolně vrátí ke stejnému typu nepravidelného chování, jaký vykazovaly předtím. Podobná situace ale nastane i tehdy, pokud rušivé vlivy delší dobu neustávají – v takovém případě dojde v systému k rozpadu původního souboru pravidel a k tzv. přestrukturování. Pak pro systém začnou platit pravidla nová - vybudovaná na základě těch původních, ale přizpůsobená jiným okolnostem. Jinými slovy: chaotické systémy jsou schopny samovolné a na žádných vnějších vlivech nezávisející samoorganizace. Dalším klíčovým pojmem teorie chaosu je bifurkační (česky větvící) bod. Je to extrémně nestabilní stav otevřeného dynamického systému vznikající buďto vlivem vnějšího náhodného impulsu, nárůstu neuspořádanosti nebo přílišného množství chyb či šumů. Pokud se systém dostane do bifurkačního bodu, pak se nachází v situaci, kdy se před ním otevírají dva zcela rozdílné směry dalšího vývoje - dvě odlišná řešení. Jakýkoliv vědecký odhad zde naprosto selhává: jsou to místa, ve kterých se může naplno projevit náhoda, tedy jakási místa „svobodné“ volby, jejichž výstupy jsou předem zcela nepředvídatelné. Zvláštností je, že lineární i nelineární systémy se vždy zpočátku projevují předvídatelně, postupně se ale u nelineárních systémů - spolu s tím, jak roste v závislosti na čase jejich složitost – začnou periodicky objevovat bifurkace. Po určitém počtu větvení ale jsou z ničeho nic, samovolně, nahrazeny nepravidelným kolísáním, které již nikdy neustane: chaosem. Systém se nyní chová zcela náhodně. V rámci tohoto chaotického průběhu se ale po čase objevuje opět jakési „okénko“ se zcela pravidelnou periodou přecházející opět do větvení a ty opět do chaosu a tak dále až do nekonečna. Jak potvrdily další výzkumy, objevující podobné chování ve stále dalších a dalších systémech včetně živých organismů, v rámci chaosu existuje organizovanost, jednoduchost v něm plodí složitost a opakování podobných vzorců je základním stavebním kamenem přírody. Spolu s těmito skutečně převratnými objevy, dokazujícími, že svět ani příroda není harmonická nebo čímkoliv předurčená, ale že se naopak vyvíjí „sama ze sebe“, se zrodilo také nové označení, které mělo nově nalezený řád náhodně se chovajících systémů demonstrovat: deterministický chaos. Je to chaos, jehož chování nelze dopředu určit, ale které lze při stejných parametrech přesně zopakovat. Chaos tak může mít - i navzdory tomu, že jej nelze v klasickém slova smyslu vypočítat - svůj řád, své příslovečné pevné body, své neochvějné jistoty, byť jsou pro člověka uvyklého na pevné kontury možná příliš rozmazané (tzv. fuzzy). Svůj řád má tedy nepochybně i reálný svět. Je to však řád vysoce dynamický a neustále proměnlivý. To, co platilo a prospívalo před časem nemůže ve stejné míře platit a prospívat i nyní. Pravidla platná v přítomnosti nemohou v nezměněné podobě platit pro budoucnost, ale nejsou bezezbytku platná ani pro minulost. Svět je svrchovaně dynamický. Jedinou jistotou, která je dnes zcela neochvějná, je tedy vlastně nejistota. Vše ostatní je jisté jen pro konkrétní okamžiky: po jejich odeznění svou platnost ztrácí a musí být upraveno. V příštím příspěvku si povšimneme některých konkrétních dopadů teorie chaosu na filozofii a na umění.Další díly:Chaos? Chaos! (1.díl)Řád a chaos (2 díl)Teorie CHAOSU 3 | Hledání zlomkovitosti (3.díl)