ความโกลาหลคาดเดาได้มากกว่าที่คุณคิด

มันต่างจากที่ไอแซก นิวตันคิดไว้เล็กน้อย

โดย MITCHELL NEWBERRY/บทสนทนา | เผยแพร่ 8 ต.ค. 2564 10:45 น.

ศาสตร์

ความโกลาหลสะกดเป็นชิ้น Scrabble

คำจำกัดความทางวิทยาศาสตร์ของความโกลาหลอยู่ระหว่างการสุ่มและการคาดเดา เบรตต์ จอร์แดน/อันสแปลช

Mitchell Newberry เป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านระบบที่ซับซ้อนที่มหาวิทยาลัยมิชิแกน เรื่องนี้เดิมให้ความสำคัญกับ The Conversation

ความโกลาหลทำให้เกิดภาพของไดโนเสาร์ที่วิ่งอย่างบ้าคลั่งใน Jurassic Park หรือเด็กวัยหัดเดินของเพื่อนฉันทำลายห้องนั่งเล่น

ในโลกที่วุ่นวาย คุณไม่มีทางรู้ว่าจะคาดหวังอะไร

 สิ่งต่างๆ เกิดขึ้นตลอดเวลา ขับเคลื่อนด้วยแรงกระตุ้นแบบสุ่มใดๆ

แต่ความโกลาหลมีความหมายลึกซึ้งกว่าในเรื่องที่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์และวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศ ซึ่งเกี่ยวข้องกับระบบบางอย่าง เช่น สภาพอากาศหรือพฤติกรรมของเด็กวัยหัดเดิน ซึ่งคาดเดาไม่ได้โดยพื้นฐาน

นักวิทยาศาสตร์นิยามความโกลาหลเป็นผลพวงจากการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ในช่วงเวลาปัจจุบันที่นำไปสู่ความคาดเดาไม่ได้ในระยะยาว นึกภาพสองตุ๊กตุ่นที่เกือบจะเหมือนกัน ในเวอร์ชันหนึ่ง คนสองคนชนกันในสถานีรถไฟ แต่ในอีกทางหนึ่ง รถไฟมาถึงก่อนเวลา 10 วินาที และการพบกันไม่เคยเกิดขึ้น จากนั้นเป็นต้นมา โครงเรื่องทั้งสองอาจแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

โดยปกติรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ เหล่านั้นไม่สำคัญ แต่บางครั้งความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ ก็มีผลที่ตามมาอย่างต่อเนื่อง และการประนอมนั้นเป็นสิ่งที่นำไปสู่ความโกลาหล

การค้นพบต่างๆ ที่น่าตกใจในช่วงทศวรรษ 1960 และ 70 แสดงให้เห็นว่าการสร้างความวุ่นวายนั้นง่ายเพียงใด ไม่มีอะไรจะคาดเดาได้มากไปกว่าลูกตุ้มที่แกว่งไกวของนาฬิการุ่นคุณปู่ แต่ถ้าคุณแยกลูกตุ้มลงครึ่งหนึ่งโดยเพิ่มเพลาอีกอัน การแกว่งจะกลายเป็นสิ่งที่คาดเดาไม่ได้อย่างมาก

ความโกลาหลแตกต่างจากการสุ่ม

ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ระบบที่ซับซ้อน ฉันคิดมากเกี่ยวกับสิ่งที่สุ่ม

แพ็กการ์ดกับสภาพอากาศต่างกันอย่างไร

คุณไม่สามารถทำนายมือโป๊กเกอร์ครั้งต่อไปของคุณ—ถ้าทำได้ พวกเขาจะโยนคุณออกจากคาสิโน—ในขณะที่คุณอาจเดาสภาพอากาศของวันพรุ่งนี้ได้ แต่สภาพอากาศในสองสัปดาห์ต่อจากนี้จะเป็นอย่างไร หรือหนึ่งปีต่อจากนี้?

การสุ่มเช่นไพ่หรือลูกเต๋าเป็นสิ่งที่คาดเดาไม่ได้เพราะเราไม่มีข้อมูลที่ถูกต้อง ความโกลาหลอยู่ระหว่างการสุ่มและการคาดเดา จุดเด่นของระบบที่วุ่นวายคือการคาดเดาได้ในระยะสั้นซึ่งจะสลายตัวอย่างรวดเร็วเมื่อเวลาผ่านไป เช่น ในแก่งแม่น้ำหรือระบบนิเวศ

ทำไมทฤษฎีความโกลาหลจึงมีความสำคัญ

Isaac Newton จินตนาการถึงฟิสิกส์เป็นชุดของกฎที่ควบคุมจักรวาลของเครื่องจักร—กฎที่เมื่อเคลื่อนไหวแล้วจะนำไปสู่ผลลัพธ์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า แต่ทฤษฎีความโกลาหลพิสูจน์ให้เห็นว่าแม้แต่กฎเกณฑ์ที่เข้มงวดที่สุดและข้อมูลเกือบสมบูรณ์ก็สามารถนำไปสู่ผลลัพธ์ที่คาดเดาไม่ได้

การรับรู้นี้มีการใช้งานจริงในการตัดสินใจว่าสิ่งใดสามารถคาดเดาได้ ความโกลาหลเป็นเหตุให้ไม่มีแอพพยากรณ์อากาศบอกสภาพอากาศให้คุณทราบได้ในสองสัปดาห์ต่อจากนี้—เป็นไปไม่ได้เลยที่จะรู้

ในทางกลับกัน การคาดคะเนในวงกว้างก็ยังสามารถเกิดขึ้นได้ เราไม่สามารถคาดการณ์สภาพอากาศในหนึ่งปีต่อจากนี้ แต่เรายังคงรู้ว่าสภาพอากาศเป็นอย่างไรในช่วงเวลานี้ของปี นั่นเป็นวิธีที่สามารถคาดการณ์สภาพอากาศได้แม้ว่าสภาพอากาศจะไม่เป็นเช่นนั้น ทฤษฎีความโกลาหลและการสุ่มตัวอย่างช่วยให้นักวิทยาศาสตร์แยกแยะว่าการคาดคะเนประเภทใดที่สมเหตุสมผลและไม่สมเหตุสมผล

สถานีอวกาศนานาชาติเป็นโครงการร่วมกันระหว่างหน่วยงานด้านอวกาศ 5 หน่วยจากชาติต่างๆ ได้แก่ องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (NASA, สหรัฐอเมริกา), องค์การอวกาศสหพันธรัฐรัสเซีย (RKA, รัสเซีย) ,องค์การอวกาศแคนาดา (CSA, แคนาดา) ,องค์การสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (JAXA, ญี่ปุ่น) และ องค์การอวกาศยุโรป (ESA, สหภาพยุโรป) [21] การระบุความเป็นเจ้าของและการใช้สอยสถานีดำเนินการภายใต้สนธิสัญญาและข้อตกลงระหว่างประเทศหลายฉบับ[22] โดยที่รัสเซียเป็นเจ้าของชิ้นส่วนโมดูลของรัสเซียเองโดยสมบูรณ์[23] ESA ประเมินค่าใช้จ่ายของโครงการสถานีอวกาศนานาชาติอยู่ที่ประมาณ 100,000 ล้านยูโรตลอดช่วงระยะเวลา 30 ปี[24] ด้วยงบประมาณมหาศาลนี้ทำให้โครงการกระสวยอวกาศนานาชาติตกเป็นเป้าของการวิพากษ์วิจารณ์มากมายทั้งในด้านการเงิน ความสามารถในการทำวิจัย และการออกแบบทางเทคนิค[25]