תורת הכאוס ומופע הפרפר 

אפקט הפרפר הוא אחת התופעות אשר נובעות מתורת הכאוס. המושג רווח בעיקר בתחום חקר מזג האוויר.


מזג האוויר הוא תחום שהעסיק את האדם מאז ומתמיד, ונסיונות לחזות את מזג האויר ידוע שנעשו עוד ביוון העתיקה. נסיונות אלה בדרך כלל עלו בתוהו עד אשר החלה לרווח התפישה שכדור הארץ הוא יחידה אחת סגורה, וכשעוסקים במקום נקודתי יש גם להתייחס לכלל האזורים עמם הוא גובל.כך התגבשה המפה הסינופטית אשר כוללת נתונים של כלל האזורים של כדור הארץ וממנה מנסים להפיק חיזוי על מקום מסויים.

התפתחות הפיסיקה והמתימטיקה ורתימתם לחיזוי מזג האויר שיפרו את המצב בתחום, אולם עד המצאת המחשב האלקטרוני היה צורך בהעסקת צוות גדול של אנשים בחישובים מייגעים שלא הביאו תוצאות מרשימות.

שיכלול המחשבים בשילוב לויינים שהוחל בשיגורם לחלל איפשרו תחזית מדוייקת פחות או יותר אך לא לטווח של מעבר לחמישה ימים.

התקווה שבליקוט נתונים ע"י מחשב בנקודות שונות על כדור הארץ ועיבודם במחשב לקבלת תחזית לטווח ארוך התגלתה כחלום באספמיה. כאשר המודעות לכאוטיות החלה לחלחל אצל המדענים הם הבינו שמזג האויר הוא אחד הביטויים לכאוטיות.

הקושי בחיזוי מזג האויר הפך להיות אחד הגורמים לכך שמדע הכאוס הפך להיות מדע מקובל. לעולם לא נוכל למדוד את מזג האויר ברגע נתון באופן מדוייק. אי-דיוק זה, קטן ככל שיהיה, יכפיל את עצמו במהירות.


אפקט הפרפר

תורת הכאוס קובעת ששינוי קטן של מערכת במצב רגעי נתון יכול לגרום לסחף שיסיט את המערכת ממהלכה הלינארי לכוון בלתי צפוי ובלתי חזוי.

אז גם הועלה הרעיון הציורי של פרפר המרפרף בכנפיו בנקודה כל שהיא על כדור הארץ ובפעולה זו יכול לגרום לשנוי מזג האויר בנקודה מרוחקת. למשל רפרוף כנפיים של פרפר במצרים יגרום לסופת הוריקן בפרו.

תורת הכאוס היא תורה שעוסקת במערכות אשר מהלכן לא מתנהל לפי עקרון קשרי של סיבה ותוצאה וכך ידיעת מצבה נתונים בזמן נתון לא יכול לתת חיזוי מדוייק איך תראה אותה מערכת בעתיד בעתיד. לגבי גופים בודדים במערכת הדבר שונה .ניתן לעקוב למשל אחרי מהלכו של טיל ששוגר מכדור הארץ , ולפי מכלול הפרמטרים הראשוניים שלו ניתן יהיה לחזות את תאוצתו, מהירות התקדמותו בחלל ומיקומו של בחלל בכל רגע נתון).


כשמדובר במערכות שלמות הרי שהן מתנהלות בצורה לא ליניארית ישנן גורמים המשפיעים עליהם שאי אפשר לקחת את כולם בחשבון ,ואם לוקחים את הטיל כדוגמא לפי הכנסו למסלול לחלל ישנן עליו השפעות של רוחות ולחצי אוויר שמשבשות את חישובי נתוני מצבו ברגעים נתונים.

עם התפתחות המודעות לנושא ה"כאוס" היתה מקובלת ההנחה , שאת חוסר האפשרות לדעת כל פרט נקודתי על המערכת בזמן נתון יצטמצם ככל שיגדלו הנתונים שיתקבלו על המערכת.למשל בתחום מזג האוויר,שפע נתונים המתקבלים מכל קצווי כדור-הארץ,לחיזוי מזג אויר במקום נקודתי.


אך נראה שהנחה זו הינה הנחת סרק בשל העובדה ששנויים מזעריים שנוצרים אחרי צפייה בנתוני פתיחה הפתיחה של תהליך במערכת , יסחפו לשינויים מפליגים בשלבים מאוחרים.להמחשת הענין נוטים להביא את הדוגמא הציורית המכונה "אפקט הפרפר". למשל רפרוף כנפיים של פרפר במצרים יגרום לסופת הוריקן בפרו.