Czym jest efekt motyla?

Jeśli myślisz, że efekt motyla to tylko film z 2004 roku, w którym występują Ashton Kutcher i Amy Smart, pomyśl jeszcze raz. Film był po prostu nowym podejściem do znacznie starszej koncepcji.

Efekt motyla to idea, że ​​małe, pozornie błahe zdarzenia mogą ostatecznie doprowadzić do czegoś o znacznie większych konsekwencjach – innymi słowy, mają nieliniowy wpływ na bardzo złożone systemy. Na przykład, gdy motyl trzepocze skrzydłami w Indiach, ta niewielka zmiana ciśnienia powietrza może w końcu spowodować tornado we Francji.

We wspomnianym filmie bohater grany przez Kutchera znajduje sposób na podróż w czasie do dzieciństwa. Za każdym razem, gdy wyrusza kilka rzeczy robi nieco inaczej – ale te drobne zmiany mają poważny (i przerażający) wpływ na jego dorosłe życie.

Termin “efekt motyla” został wymyślony w latach 60. XX wieku przez Edwarda Lorenza, profesora meteorologii z Massachusetts Institute of Technology, który badał wzorce pogodowe. Opracował model pokazujący, że jeśli porównasz dwa punkty początkowe wskazujące na bieżącą pogodę, które są blisko siebie, wkrótce się one oddalą – a później jeden obszar może skończyć z silnymi burzami, podczas gdy drugi będzie spokojny.

W tamtym czasie statystycy pogodowi uważali, że powinniśmy być w stanie przewidzieć przyszłą pogodę na podstawie danych historycznych, aby zobaczyć, co się wydarzyło, gdy warunki były takie same jak obecnie. Lorenz był sceptyczny. Uruchomił program komputerowy do testowania różnych symulacji pogody i odkrył, że zaokrąglenie jednej zmiennej z 0,506127 do 0,506 dramatycznie zmieniło dwa miesiące prognoz pogody w jego symulacji.

Chodziło mu o to, że długoterminowe prognozowanie pogody jest praktycznie niemożliwe, w dużej mierze dlatego, że ludzie nie mają możliwości zmierzenia niesamowitej złożoności przyrody. Jest po prostu zbyt wiele drobnych zmiennych, które mogą działać jako punkty zwrotne, prowadząc kaskadowo do znacznie większych konsekwencji.

Jak napisał dziennikarz naukowy Peter Dizikes w Boston Globe:

“Lorenz spostrzegł, że ‘niezliczone’ wzajemne powiązania natury, oznaczają, że efekt motyla może spowodować tornado – lub, o ile wiemy, może mu zapobiec. Podobnie, gdybyśmy dokonali nawet niewielkiej zmiany w naturze, nigdy nie dowiedzielibyśmy się, co by się stało, gdybyśmy jej nie zakłócili, ‘ponieważ kolejne zmiany są zbyt złożone i splątane, aby przywrócić poprzedni stan’ “.

Tak więc, chociaż ludzie często myślą, że efekt motyla oznacza, że ​​drobne zmiany mogą mieć poważne konsekwencje (i możemy śledzić ten postęp, aby zobaczyć, co spowodowało jaką zmianę), Lorenz próbował pokazać, że tak nie jest. Tak naprawdę nie wiemy dokładnie, co spowodowałoby, że wzór pogody zmieniałby się w daną stronę, a nie w inną.

Lorenz nazwał to “wrażliwą zależnością od warunków początkowych”, kiedy przedstawił swoją pracę opinii publicznej w artykule z 1963 roku zatytułowanym “Deterministic Nonperiodic Flow”. (Termin “efekt motyla” ukuł w późniejszych przemówieniach na ten temat). Artykuł był rzadko cytowany przez innych badaczy – przynajmniej na początku.

Efekt motyla i teoria chaosu

Później inni naukowcy zdali sobie sprawę z wagi odkrycia Lorenza. Jego spostrzeżenia położyły podwaliny pod gałąź matematyki znaną jako teoria chaosu, idea polegająca na próbie przewidywania zachowania systemów, które są z natury nieprzewidywalne.

Każdego dnia jesteśmy świadkami efektu motyla. Pogoda to tylko jeden przykład. Zmiana klimatu to inna sprawa. Jak się okazuje, ocieplenie klimatu wpływa na gatunki motyli alpejskich w Ameryce Północnej.

“Oczekuje się, że zmiana klimatu będzie miała duży wpływ na faunę. Dla jednych zwierząt będzie zbyt gorąco a dla innych zbyt sucho, ale istnieje prawie nieskończona liczba mniejszych, pośrednich skutków, które również wystąpią” – pisze Alessandro Filazzola, ekolog społeczny i analityk danych i stypendysta na Uniwersytecie Alberty.

“W naszych badaniach przyjrzeliśmy się jednemu z tych pośrednich skutków i zobaczyliśmy, jak przyszły klimat będzie powoli powodował niedopasowanie przestrzenne rozmieszczenia motyli i roślin, którymi się żywią. Jako gąsienica motyl ten odżywia się tylko tym typem roślin, więc wszelkie niedopasowania spowodują spadek populacji tych zwierząt”.

Dodaje, że gdybyśmy zatrzymali się na chwilę i pomyśleli o wszystkich innych gatunkach w sieci pokarmowej, nagle pojawia się możliwość, że dotkniętych zostanie wiele gatunków. To efekt motyla w akcji na dużą skalę.

Kiedy zaczynamy się zastanawiać, jak jedna mała zmiana może szybko przynieść wiele niezamierzonych konsekwencji, możemy szybko znaleźć powody do niepokoju.

Na przykład ograniczenie budowy zapór wodnych może zmniejszyć niektóre rodzaje szkód w środowisku. Jednak eliminując to potencjalne źródło czystej energii, mamy tendencję do sięgania po paliwa kopalne, które przyspieszają globalne ocieplenie. Biopaliwa mające na celu zmniejszenie naszej zależności od paliw kopalnych, powodują wyniszczanie lasów deszczowych, marnotrawstwo słodkiej wody i wzrost cen żywności, które dotknęły najbiedniejsze segmenty populacji ludzkiej.

Jak więc zrobić cokolwiek bez strachu przed konsekwencjami? Jako przykład Filazzola powraca do motyli.

“Lepsze zrozumienie skutków pośrednich jest prawdopodobnie jednym z najważniejszych kroków w próbach ich łagodzenia. Mówiąc prościej, po prostu utrzymanie natury tak blisko jej pierwotnego stanu jest naprawdę najważniejsze” – mówi. “Ekosystemy są niezwykle złożone, a utrata pojedynczego gatunku może nie mieć zauważalnego skutku tu i teraz, ale może mieć kaskadowy wpływ na cały system”. Na przykład ponowne wprowadzenie wilka do Parku Yellowstone zwiększyło populacje bobrów, zwiększyło liczebność wierzby i osiki oraz zapewniło pożywienie ptakom, kojotom i niedźwiedziom.

Możemy również zastanawiać się, jak efekt motyla może wpływać na nasze indywidualne życie. Czy tylko jedna osoba może dokonać zmian, które odbijają się echem na Ziemi przy prawie 8 miliardach ludzi na planecie?

“Wierzę, że przedmioty, które kupuję, ludzie, z którymi się kontaktuję, rzeczy, które mówię, mogą mieć swoje kaskadowe efekty, które rozchodzą się po całym społeczeństwie” – mówi Filazzola. “Dlatego ważne jest, aby starać się być dobrym człowiekiem i wywierać pozytywny wpływ. Jedną z rzeczy, o których również myślę, jest to, że te pośrednie efekty często nie są tak małe, jak wielu osobom się wydaje”.

 

Źródła: Nathan Chandler / howstuffworks

The Butterfly Effect

Wolf Reintroduction Changes Ecosystem in Yellowstone

Environmental Policy And The Law Of Unintended Consequences: Eight case studies from around the world

The unintended impact of ecosystem preservation on greenhouse gas emissions: Evidence from environmental constraints on hydropower development in the United States

Climate change could cause decline of some alpine butterfly species

What is Chaos “Theory”?

Deterministic Nonperiodic Flow

The meaning of the butterfly

Understanding the Butterfly Effect

When the Butterfly Effect Took Flight

Edward Lorenz

Zdjęcia: Pixabay

 

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x