Fordító: Reka Lorinczy
Lektor: Gyongyver Poller
Mióta az eszemet tudom, 
érdekel a természettudomány.
Megismerhető-e a természet?
Megismerhető-e mindaz, amely körülvesz
minket és irányítja az életünket
közvetve vagy közvetlenül.
Hollywood jóvoltából számtalanszor
láttuk már elpusztulni a Földet.
Hirtelen jött meteoritbecsapódás,
vulkánkitörés,
kilométer magas árhullám, 
vagy egy egyszerű szuperjégkorszak.
Gyerekként és fiatal felnőttként is
ámulattal töltött el,
amikor ezeket a filmeket néztem 
és meg kell mondanom,
hogy feltettem magamnak a kérdést:
a valóságban megtörténhet-e,
amit a filmvásznon látok?
A környezet valóban képes
ilyen radikálisan megváltozni
egy természeti katasztrófa révén?
Szakmai gyakornok koromban
kerültem kapcsolatba először
olyan klímamodellekkel, melyek a Föld
egészét modellezve prognosztizálják
az éghajlat jövőbeli változását.
Munkám során ezeknek a modelleknek 
a bizonytalanságait számszerűsítettem.
Miből erednek bizonytalanságok?
Egyrészt a klímamodellek 
matematikai összefüggéseiből,
másrészt pedig az emberi tevékenységből.
Hiszen nem tudjuk, hogy a jövőben 
lesz-e például háború, lesz-e éhínség,
vagy felfedezünk-e egy új energiaforrást.
Az előbb említett két 
bizonytalanságon kívül
azonban egy harmadik is 
jelentős szerephez jut,
ami nem más, mint a belső bizonytalanság
és ez pedig maga a káosz.
Az időjárás és a természeti folyamatok
is tendenciákat követnek.
Az éghajlat, a légkör és így az egész 
Földünket körülvevő légkör
változásban van, mozgásban van.
Ezek a változások, mozgások 
sok esetben alig észrevehetőek,
ám esztétikailag annál megindítóbbak.
Megfigyeltétek-e már, hogy hidegfront 
alkalmával az ég színe türkizkék,
míg melegfront esetén mély tengerkék.
Azt mondtam, hogy a belső 
bizonytalanság maga a káosz.
De mi a káosz? Általános értelmezésben 
a káosz a rend hiánya.
Ha valamire azt mondjuk, 
hogy kaotikus, arra gondolunk,
hogy nehezen vagy egyáltalán nem jelezhető
előre a rendszer jövőbeli állapota.
Amikor természettudományos szemszögből
kezdtem el foglalkozni a káosszal,
a káosz vizsgálatával, kerestem, hogy hol 
találhatunk a mindennapi életben káosszal.
Aztán rájöttem, hogy mindenhol.
A káosz körülölel minket, de sok esetben 
nem veszünk róla tudomást.
Ha szemléltetni szeretném, nem feltétlenül
kell laboratóriumba látogatnunk.
Sőt, azt mondom, egyetlen egy csésze tea
is megfelel a feladatra.
Képzeljünk el egy kellemes őszi reggelt, 
ahogy teához készülünk.
Kiválasztjuk kedvenc csészénket, 
felforraljuk a vizet,
beletesszük a tea filtert.
Ekkor azt látjuk, hogy a tea színe 
szépen egyenletesen szétárad a vízben.
A jelenség nem meglepő, hiszen 
egyszerű diffúzióról van szó.
Ha közelebbről nézzük a jelenséget,
tegyük fel, hogy mikroszkópon keresztül, 
teljesen mást látunk.
A tearészecskék mozgása kaotikus, 
a legkülönfélébb görbék mentén mozognak.
Ha lerajzolnánk az útvonalakat, 
amiket a mikroszkóp alatt látunk
töredezett, szakadozott vonalakat látnánk.
Ezek az úgynevezett fraktálok.
Fraktálokkal egészen biztos vagyok, 
hogy a teremben már mindenki találkozott,
csak nem tud róla.
Fraktál például egy karfiol, 
egy hópehely, a kontinensek partvonala.
Fraktál a teának a mozgása is például,
vagy egy páfrány levele.
A fraktálok mindenhol 
megtalálhatóak a természetben.
De mitől fraktál a fraktál?
A kulcs az önhasonlóságban rejlik.
Ha a fraktál egészét tekintjük, 
majd pici szeletét kinagyítjuk,
a nagyított kép hasonló lesz
a teljes egészhez.
Nem mindegy tehát, hogy milyen skálán
figyeljük a folyamatokat.
Szabad szemmel a tea áramlása
kiszámíthatónak tűnt,
míg mikroszkóp alatt nem lineárissá, 
teljesen kaotikussá vált a mozgás.
Hogy megértsük mi a különbség
lineáris és nem lineáris mozgás,
illetve jelenség között, képzeljünk el
egy bicikliző gyereket.
Ha az lenne a feladatunk,
hogy írjuk le az egyenes útvonalon 
haladó biciklis útját az időben,
nem lenne nehéz dolgunk.
Komolyabb matematikai ismeretek nélkül,
akár szemmértékkel is meg tudnánk
mondani pár másodperc múlva
a biciklis az út mely szakaszán fog járni.
Most bonyolítsuk meg egy kicsit 
a helyzetet és tegyük fel,
hogy a bicikli első és a hátsó kerekében
is egyaránt egy hatalmas nyolcas van,
bal kezében pedig jól megrakott 
szatyrot próbál egyensúlyozni.
Ha kérnének minket a biciklis pályájának 
a leírására, biztos vagyok benne,
hogy kevésbé mosolygósan 
állnánk a feladathoz.
Sőt, valószínű, hogy a tollat és papírt is
így magunk elé tennénk,
és azt mondanánk, hogy vége.
Ne adjuk fel a feladatot,
hiszen készíthetünk például
számítógépes modelleket.
Ismerve a biciklisre ható erőket 
és a fellépő természeti állandókat,
prognosztizálhatjuk azt,
hogy az időben hogyan fog változni 
a biciklisnek az útvonala.
Megbízható lesz-e a prognózis?
A mostani tapasztalatok 
azt mondják, hogy nem.
Kis időskálán igen, de ahogy próbálunk
pontosabb prognózist adni,
próbálunk előrehaladni az időben, 
egyre inkább bizonytalanságokba ütközünk.
Ezek a bizonytalanságok nem tartalmazzák
például azokat a hatásokat,
amelyek erősítik vagy gyengítik 
a biciklisnek az útvonalát.
Tegyük fel például, hogy a biciklis 
mellett focizó gyerekek labdája
eltéved egy szerencsétlen rúgás 
következtében és eltalálja a biciklist,
aki ennek következtében felborul.
Dinamikai szempontból azt mondjuk,
hogy ez egy pozitív visszacsatolás,
ugyanis meggyorsítottuk a folyamatot, 
megerősítettük az imbolygást.
Azonban, ha valaki a biciklis 
segítségére siet és megfogja,
egyensúlyban tartja, akkor negatív 
visszacsatolást követ el.
Tehát érdekes, hogy amíg emberileg
pozitívan cselekszünk,
dinamikai szempontból negatívat teszünk.
Egy kaotikus rendszer képes 
visszacsatolások révén
radikálisan megváltozni.
A kezdeti feltételek szerepe 
nem elhanyagolható.
Edward Lorenz meteorológiai 
kutatásai szerint azt mondta,
ha a Föld egyik féltekéjén egy pillangó
meglebbenti a szárnyát,
az tornádót idézhet elő a másik féltekén.
Tehát radikális változásokra 
is fel kell készülnünk,
s a kezdeti feltételek 
sem elhanyagolhatóak.
Azonban minden modell, amit készítünk,
legyen az meteorológiai
vagy legyen a biciklissel alkotott 
modellünk, úgynevezett véges modell,
hiszen nem tudunk minden folyamatot,
minden erőt figyelembe venni.
A meteorológiai prognózisok,
modellek például véges modellek,
mert képtelenség a Földön az összes
pillangó szárnycsapását leprogramozni.
Miért működik akkor mégis a meteorológia?
Miért tudjuk megnézni, hogy a jövő héten
milyen idő várható?
A kulcs ismét a skálákban rejlik.
Amikor időjárási előrejelzést teszünk, 
akkor azt csak egy kicsi,
szűk régióra készítjük el.
Például arra vagyunk kíváncsiak,
hogy jövő héten fog-e havazni a Mátrában.
Ebben az esetben a Mártának, 
a hegyvidéknek a sajátosságait
geológiai szempontból és időjárás
befolyásoló szempontból vizsgáljuk.
Erre készítünk szűkebb modelleket.
Viszont ha arra vagyunk kíváncsiak, 
hogy Európa mely területein vegyünk
olyan földterületet, hogyha napozni 
szeretnénk nyáron,
és nem szeretnénk esős nyarakat tölteni,
akkor nem időjárási előrejelzést
kell böngészni,
hanem az időjárási folyamatok átlagát,
vagyis úgynevezett klímaprognosztikákat.
Az időjárás és a klíma 
hasonlóan összekapcsolódik,
hiszen a skálák itt sem elhanyagolhatóak.
Kis területre vetített időjárás 
- amit jól tudunk prognosztizálni -
ugyanazzal a modellel nagyban vizsgálva
nem feltétlenül ad kielégítő 
pontosságú megoldást.
Az éghajlat reagál egy-egy
természeti katasztrófára,
illetve az emberi tevékenységre is.
Természeti katasztrófákon értem
például a vulkánkitöréseket.
Vagy például a széndioxid kibocsátást,
amit az ipari tevékenységből 
adunk a légkörnek.
Azonban bármilyen kilengést is idézünk
elő ebben az éghajlati rendszerben,
az egyensúly egy idő után újra visszaáll.
Gondoljunk csak a 65 millió évvel 
ezelőtti meteoritbecsapódásra,
amely véget vetett 
a dinoszauruszok uralmának,
ugyanakkor az emlősöknek egy teljesen
új lehetőséget adott a továbbfejlődésre.
Vizsgáljuk meg egy más 
szempontból a teás példát.
Képzeljük el, hogy most nem egy részecskét
szemlélünk a mikroszkóp alatt,
hanem egy kisebb területet.
Amikor a filtert behelyezzük 
a csészébe, azt látjuk,
hogy a tearészecskék szétáramlanak
a vízrészecskék között,
tehát azt mondhatjuk, 
hogy a rendezetlenség növekedett.
Ezt szakszerűen úgy nevezzük, 
hogy nőtt a rendszer entrópiája.
Tehát azt is mondhatnánk, 
hogyha nagyobb az entrópia a csészében,
akkor teltebb ízű teát fogunk kapni.
Tehát ha megkérdezik legközelebb
teázásnál tőlünk, hogy kész van-e a tea,
akkor azt kell mondani, hogy megnézem
az entrópia szintet.
Ha elérte az entrópia maximumot, 
akkor tehát az íz fogyaszthatóvá válik.
Azért a Starbucks-ban
ne feltétlenül próbáljuk ezt ki.
A Földre is igaz, amit az előbb mondtam,
nem csak egy csésze teára.
A Föld entrópiája folyamatosan változik.
Egészen pontosan csökken.
A Földön minden élő és élettelen 
rendszer kapcsolatban áll egymással.
Dinamikai kapcsolatban. 
Hatással vannak egymásra.
Ha az egyik megváltozik, az közvetlenül 
vagy közvetve magával vonja
más rendszerek megváltozását is.
Játékelméleti szempontból 
vizsgálva azt mondhatjuk,
ha egy rendszer 
megváltoztatja a stratégiáját,
kényszeríti más rendszereket arra, 
hogy szintén más stratégiát válasszanak.
Olyan ez, mintha a káosz és a rend
és a játékelmélet szempontjából
kialakított stratégia
egy nagy egészet alkotna.
Most vonatkoztassunk el 
az időjárástól és a klímamodelltől
és gondoljunk kicsit magunkra,
mint emberekre.
Minden döntés, amit a múltban meghoztunk,
azok a döntések, amiket most hozunk,
és amit a jövőben meg fogunk hozni 
kapcsolatban áll más emberekkel
és a természettel is.
Tehát mi egyetlen egy döntéssel 
hatással vagyunk a teljes egészre,
hiszen meglebbenti 
egy pillangó a szárnyát.
A természetben a káosz és a rend
mintha egy kommunikációs csatorna lenne.
Váltakozva lépnek fel.
A káoszból rend, 
a rendből káosz alakul ki,
mintha a természetben lenne
egy vezérlő algoritmus.
Egy olyan természetes vezérlő algoritmus,
ami mindenre kiterjed.
Úgy gondolom, hogy ez az algoritmus 
nem más, mint a káosz és a rend dualitása.
Köszönöm szépen.
(Taps)
