Kaos Teorisi

Fiziksel gerçeklik parçalarının bir bütün olarak eğilimini açıklamaya yarayan bir yöntemdir.

15 Jul, 20223 min read

Başta fizik olmak üzere birçok bilim dalında karşımıza çıkmaktadır. Örnek vermek gerekirse, gezegenlerin ve göktaşlarının hareketinden elektronik sistemlere, meteorolojiden iklim tahminlerine, borsa ve ekonomiye, depremlerden atom altı parçacıkların davranışını açıklamaya kadar oldukça geniş bir alanda uygulaması vardır. Bu sebepten dolayı da birçok bilim dalını birleştiren ve disiplinlerarası çalışmayı sağlayan bu kuram bilimde oldukça önemli bir yere sahiptir.

Kısaca Kaos Kuramı, karmaşık/kaotik sistemleri sistemleri inceleyen, onlar hakkında anlamlı matematiksel sonuçlar çıkarmayı hedefleyen bir kuramdır.

Kaos Teorisi ilk defa 19. yüzyılın başlarında Fransız matematikçi Jules Henri Pointcare tarafından ortaya atılmıştır. Pointcare, bu teoriyi doğadaki olayları fizik, kimya ve matematiksel deneylerle açıklamaya ve yorumlamaya çalışmıştır. Pointcare’e göre çok boyutlu sistemlerde, uygulanması gereken çözümler, sonsuz bir şekilde sürebilen, hareketli bir durumdur ve sistemlerin geleceğinin tahminine izin vermez.

Avusturyalı bilim insanı Ludvigvon Bertalnffy’nin Genel Sistem Teorisi’nden türetilmiş çağdaş bir yaklaşım olan Kaos Teorisini, sistemi karşılıklı bir etkileşim içinde olan ortak özellikli ve kompleks yapıdaki parçalar olarak tanımlamıştır.

Kaos, çok yüksek boyutlu sistemlerde bulunma olasılığı bulunan, kısa vadede öngörülebilir davranışlar gösteren, asla kendini tekrarlamayan ve küçük değişimlerin süreç içerisinde büyük ve niteliksel etkiye yol açtığı doğrusal olmayan dinamikleri ele almaktadır.

Dolayısıyla kaos bakış açısını yakalayabilmek için “Doğrusal Sistemler” ve “Dinamik Sistemler”in genel özellikleri ve farklarını değerlendirmek gerekmektedir.

Doğrusal Sistemlerde, gelecek tahmin edilebilir, zamanla değişmez, küçük nedenlerin etkisi küçük, büyük nedenlerin etkisi büyük olur, bir bütün öğelerin toplamına eşittir, yani ne fazla ne de eksiktir.

Dinamik Sistemlerde ise, gelecek tahmin edilemez, zaman içerisinde değişiklikler olur, küçük değişiklikler büyük sonuçlara, büyük değişiklikler küçük sonuçlara yol açabilir, kesin bir şey söylemek mümkün değildir, bir bütün öğelerin toplamından eksik ya da fazla olabilir.

Kaos Teorisinin ilkelerini hava tahmini konusunda çalışan meteorolog Edward Lorenz’in literatüre kattığı kabul edilmektedir. Lorenz, ilkel bir bilgisayar ile hava tahminleri üzerinde çalışırken, hava tahmini modeline yönelik bilgisayara verilerini girer ve bir sonuç elde eder. Daha sonrasında aynı verilerle programı bir kere daha başlatmak ister, ancak veri girişinin zaman almaması için, virgülden sonraki altı haneden sadece üçünü girerek işlemi yapar ve bu sefer elde ettiği sonucun ilk sonuçtan farklı olduğunu görür.

• Kelebek Etkisi” ve “Başlangıç Durumuna Hassas Bağımlılık

Karmaşık sistemlerdeki anlık değişmelerin, uzun dönemde önemli değişikliklere yol açması durumudur.

• Kaos Örüntüleri (Chaos Pattern)

Düzensizlik düzenin bir parçasıdır. Düzenden düzensizlik, düzensizlikten düzen oluşabilir.

• Türbülans (Onset on Turbulance)

Hareketin rastgeleliğidir ve tüm ölçeklerde aşırı dağınıklık, enerji boşalması, sürüklenmeninhâkim olmasıdır.

• Çekici Öğeler (Strangeattractors)

Sistem davranışları, farklı çekici öğelerin etkisi altına girme eğiliminde olması durumudur.

• Geri Bildirim (Feedback)

Sistemler olumsuz geri bildirimler sayesinde kendi düzenlerini sürdürürler. Bir basamaktaki herhangi bir çıktı, bir sonraki basamak için geri bildirim niteliğindedir. Böylece olumsuz geri bildirimler sistem sapmalarını düzenlerken, olumlu geri bildirimler sistemdeki sürdürülebilirliği sağlar.

• Kendi Kendine Örgütlenme (Self-organization)

Her yaşayan organizma hayatta kalabilmek için enerji harcar. Bu sistemlerde değişim rastgele değil bütüncüldür. Başlangıç ve kırılma noktaları oluşunca bu süreç özgür hareketlerle doğal akışla kendiliğinden gerçekleşir.

• Zaman Zaman Tekrarlar (Iteration)

Bazı fonksiyonların basitçe tekrar etmesidir.