O que é o caos e o efeito borboleta

Imagine que você acordou um dia e sentiu um pouco mais de fome que o de costume. Então, ao invés de sair de casa sem tomar café e esperar para parar na padaria na esquina do trabalho, você decide preparar um sanduíche em casa. Essa simples atitude poderia desencadear um caos tão grande que pesquisadores o chamam de efeito borboleta.

Mas como? Você não parou na padaria, então um senhor que estaria atrás de você acabou sendo atendido alguns minutos antes. Por essa razão, seu celular toca bem na hora que ele está adoçando o seu café, o que causa um acidente. Ele se queima, precisando ir até um posto de saúde para tratar os ferimentos.

Esse senhor é um piloto de avião, que iria trabalhar logo depois de pegar seu café. No entanto, ele precisou ligar para a companhia aérea e informar que estava com um atestado médico e tiraria a semana para se recuperar das queimaduras. Com isso, o voo que ele iria pilotar naquela mãe sofreu um atraso, até conseguirem outro piloto para estar em seu lugar.

Uma das passageiras que iria embarcar nesse voo estava viajando para uma entrevista de emprego, mas ela não chegou em tempo e perdeu a vaga. Nesse emprego, ela iria conhecer um executivo de outro setor da empresa, com quem iria se apaixonar, se casar e ter uma família. Porém, isso nunca chegou a acontecer e essas crianças nunca nasceram, tudo por conta do caos que você criou ou fazer um sanduíche.

Pequenos atos

Dessa forma, parece ser insignificante fazer um sanduíche antes de sair de casa para o trabalho, mas ocasionou em uma mudança de vida leve para algumas pessoas e drástica para outras. Mas não precisa se preocupar caso isso aconteça na vida real. O que aconteceu nessa manhã foi apenas a ação da teoria do caos e do efeito borboleta.

Esses dois conceitos não são estranhos para o nosso cotidiano. Eles nos ajudam a atender como o universo funciona e servem como princípios básicos para o desenvolvimento de novas tecnologias aplicadas em diversas áreas do conhecimento.

Efeito borboleta

Primeiramente, é importante entender o efeito borboleta, que já serviu de inspiração até para a arte. Em 1952, o escritor de ficção científica norte-americano Ray Bradbury publicou o conto “O som do trovão”. Assim, na produção, um personagem pisa em uma borboleta, um pequeno detalhe que traz grandes consequências – incluindo a chegada de um líder fascista ao poder.

Então, poucos anos depois, em 1961, o que era ficção se traduziu para a realidade científica. Naquele ano, o meteorologista norte-americano Edward Lorenz estava trabalhando em um modelo matemático para a previsão do tempo. Para tal, ele introduziu em seu computador alguns dados, como temperatura, umidade, direção do vento, e observou os resultados. Depois, ele introduziu novamente os mesmos dados para conferir.

Inesperadamente, com os mesmos dados, os resultados foram completamente diferentes. No início, as diferenças eram poucas, mas com o avanço do tempo, se tornaram cada vez maiores.

Isso aconteceu porque, na segunda vez, o computador arredondou os dados, considerando algumas casas decimais a menos. Portanto, ele percebeu como casas decimais aparentemente insignificantes poderiam causar alterações gigantes ao longo do tempo. Isso equivale a dizer que o vento do bater de asas de uma borboleta no Brasil pode causar um tornado no Texas, nos Estados Unidos, para Lorenz. Essa é a teoria do efeito borboleta.

Teoria do caos

Wikimedia Commons/Cristian V.

A teoria do caos foi um grande desafio para a física clássica, regida pelas leis de Newton. Isso porque, de acordo com essas leis, se você tiver o conhecimento das condições iniciais de um objeto, é possível, com relativa facilidade, prever seu comportamento no futuro.

Portanto, são leis deterministas, podendo prever o movimento dos planetas ou a trajetória de uma bala. Porém, a teoria do caos alerta sobre as variações iniciais, mesmo que minúsculas, como bem sabemos.

Em tese, as leis de Newton afirmam que, com os dados perfeitos é possível fazer previsões. Mas, na prática, a teoria do caos nos ensina que não é possível ter dados perfeitos, então, certas previsões são inviáveis.

“A teoria do caos é revolucionária porque ela afirma que, mesmo para a física newtoniana, pode haver casos em que, a princípio, o determinismo é certo, mas, na prática, o sistema parece comportar-se de forma tão imprevisível quanto jogar dados”, segundo afirmou à BBC News Mundo (o serviço em espanhol da BBC) Paul Halpern, professor de Física da Universidade de Ciências da Filadélfia, nos Estados Unidos.

Ainda assim, o caos não significa desordem, visto que a teoria é aplicada ao que os matemáticos chamam de “sistemas dinâmicos”. Um sistema dinâmico é qualquer conjunto de fatos sucessivos que se alteram ou evoluem com o tempo, como as condições meteorológicas ou a população de uma cidade.  Se o sistema é sensível às variações iniciais, ele é chamado de sistema caótico.

Basicamente, o próprio caos cria padrões ao longo do tempo. Por mais caótico que seja, um sistema segue uma trajetória até certo ponto, chamado de “atratores”. Assim, o conjunto de atratores de um sistema forma os chamados “fractais”.

Fractais

“Um fractal é algo que é ‘autossimilar'”, segundo Halpern. É um objeto matemático no qual qualquer seção, quando observada de perto, tem aparência similar à do objeto completo.

“O fractal perfeito é aquele que, quando se aproxima a imagem, tem a mesma aparência que se observa ao afastar-se”, segundo o especialista. “Alguns dos atratores são observados como fractais.”

Levando os conceitos para a vida cotidiana, a teoria do caos e o efeito borboleta se inserem em contextos existenciais. “Ela demonstra que, mesmo se o nosso determinismo for perfeito, existem lacunas no nosso conhecimento – na hora de prever o futuro”, segundo Halpern.

Fonte: BBC