Zrodila se otázka meteorologa
Na tuhle otázku narazíme i ve filmu Jurský park. Herec Jeff Goldblum v něm jako matematik Ian Malcolm vysvětluje, jak může nepatrná změna vyvolat obrovské a nepředvídatelné následky. Jeho slova o motýlích křídlech se stala jedním z nejznámějších obrazných vyjádření takzvaného motýlího efektu. A ten si postupně našel cestu nejen do vědy, ale také do reklamy, literatury a běžné řeči.
Za jeho popularizací stojí americký matematik a meteorolog Edward Lorenz. V roce 1972 vystoupil na vědeckém setkání s přednáškou, jejíž název zněl: „Předvídatelnost: Může mávnutí motýlích křídel v Brazílii vyvolat tornádo v Texasu?“ Samotná představa byla natolik působivá, že se rychle ujala.
Lorenz se přitom nesnažil tvrdit, že jediný motýl dokáže vlastní silou rozpoutat ničivou bouři. Chtěl upozornit na něco mnohem podstatnějšího: i nepatrné rozdíly v počátečních podmínkách mohou postupem času vést k naprosto odlišným výsledkům. Právě tuto vlastnost označujeme jako citlivou závislost na počátečních podmínkách.
Vysvětlujme si to jako rozdíl mezi míčem a kostkou
Představme si fotbalistu, který se snaží kopnout míč do branky. Jeho úspěch závisí na síle a směru kopu, postavení nohy, větru i dalších okolnostech. I nepatrná odchylka může změnit dráhu míče. Přesto se zkušenému hráči daří opakovaně dosahovat podobného výsledku. Teď si představme kostku, kterou hodíme na stůl. Stačí nepatrná změna v pohybu ruky, nepatrně jiný úhel dopadu nebo drobná nerovnost povrchu a kostka se začne odrážet a otáčet jinak. Nakonec může místo očekávané šestky padnout třeba dvojka.
Rozdíl spočívá v tom, jak jednotlivé systémy reagují na drobné změny. U některých dějů mají malé odchylky jen omezený vliv. U jiných se naopak mohou postupně zesilovat, až se výsledný průběh výrazně změní.
Mohlo by vás zajímat
Právě takové chování se označuje jako chaotické. A pozor, chaos v tomto případě neznamená naprostý zmatek nebo absenci pravidel. Naopak! I zdánlivě nepředvídatelné děje se řídí přírodními zákony. Jenže jejich vývoj je natolik citlivý na počáteční podmínky, že sebemenší nepřesnost v měření může později způsobit obrovský rozdíl.
Proč počasí nelze vždy předvídat
A právě tady se dostáváme zpátky k počasí. Atmosféra je mimořádně složitý systém, ve kterém spolu neustále interagují teplota, tlak, vlhkost, proudění vzduchu a nespočet dalších faktorů. I velmi malá změna některé z těchto veličin může ovlivnit další vývoj počasí.
Meteorologové proto nikdy nemohou dokonale změřit všechny podmínky v atmosféře. Jejich předpovědi vycházejí z obrovského množství údajů, ale vždy obsahují určitou míru nejistoty. A právě ta může postupem času narůstat. Proto bývají předpovědi na několik dní poměrně spolehlivé, zatímco předpovídat přesný vývoj počasí na týdny dopředu je mnohem obtížnější.
Motýlí efekt tak není pouhou fantazií ani důkazem, že příroda funguje nahodile. Je připomínkou toho, jak složité a vzájemně propojené mohou být přírodní procesy.
Motýl tedy uragán nevyvolá?
Takže jak je to s původní otázkou? Může skutečně mávnutí motýlích křídel v Brazílii způsobit tornádo nebo uragán v Texasu? V matematickém modelu atmosféry může i nepatrná porucha za určitých okolností ovlivnit její další vývoj. Ve skutečném počasí však nelze ukázat na konkrétního motýla a prohlásit, že právě jeho pohyb rozpoutal ničivou bouři. Navíc není experimentálně prokázáno, že by se účinek jediného mávnutí křídel dokázal takovým způsobem přenést až do vzniku vzdálené bouře.
Edward Lorenz nám tedy nechtěl namluvit, že motýli mají v rukou osud planety. Upozornil na něco mnohem zajímavějšího: svět kolem nás je natolik propojený a složitý, že i nepatrná změna může mít následky, které bychom na jejím začátku vůbec nečekali. A někdy je právě to nejmenší tím největším překvapením.
