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COMEÇANDO COM O CAOS...
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A história do caos teve início com o matemático
francês Henri Poincaré, na época (1880), as leis de newton estavam ainda
no seu auge, sendo que a relatividade de Einstein e a mecânica quântica
não existiam.
Poincaré utilizava as leis de Newton no estudo de 3 corpos. Foi nesse
momento que começou a perceber que as leis que vingavam na época eram
incapazes de prever como seria esse movimento, devido a uma grande sensibilidade
às condições iniciais.
Isto e muitas outras coisas que estavam se desenrolando na época, levaram
a um maior aprofundamento dos sistemas dinâmicos
.
Sistemas como a convecção começaram a serem estudados mais profundamente.
Um dos acontecimentos que não podia ser previsto pelos físicos era quando
a convecção perdia a ordem e não obedecia mais o esperado, como visto
abaixo:
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Na caixa da esquerda temos um gás ou
líquido, que está sendo aquecido pela superfície de baixo, com isso
o fluido quente sobe por um lado e o frio desce pelo outro formando
rolos cilíndricos. Mas a medida que se aumenta a temperatura, surgem
ondulações (caixa da direita) que não podiam ser explicadas.[2]
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Mas, como seria de se esperar, quando os cientistas analisavam fenômenos
como o citado acima, eles buscavam entender o comportamento desordenado.
O que percebeu-se como foi descoberto futuramente, é que a procura de
uma explicação, ou de uma equação que delimite exatamente como o sistema
irá se comportar ao longo do tempo, não está ao nosso alcance.
O leitor pode se assustar com a idéia de a ciência não ter poderes para
vir a saber exatamente como um sistema irá se comportar, mas isto ficará
mais claro ao longo da leitura.
Durante o vigor da Mecânica Clássica (Newtoniana), os alunos (futuros
cientistas) aprendiam a trabalhar apenas com situações onde se sabiam
determinar o comportamento de um fenômeno no seu decorrer (os sistemas
lineares). Quando apareciam situações em que não se sabia determinar o
comportamento, simplesmente tomava-se isso como uma exceção. Os comportamentos
de fenômenos que podiam ser previstos, envolviam sistemas lineares e os
que possuíam comportamentos impossíveis de serem resolvidos envolviam
sistemas não-lineares.
Por mais que hoje em dia o caos esteja sendo estudado mais por físicos do que matemáticos,
foram eles que deram grande impulso nos sistemas não-lineares, como visto no seguinte texto:
" Stephen Smale,
da Universidade da Califórnia em Berkeley, era já famoso por deslindar os
problemas mais esotéricos da topologia multidimensional. Um jovem físico,
fazendo conversa, perguntou a Smale em que trabalhava na altura. A resposta
deixou-o espantado: "Osciladores". Era absurdo. Osciladores (pêndulos, molas
ou circuitos eletrônicos) eram o tipo de problema que um físico depressa
esgota durante o seu treino. Eram fáceis, por que razão um grande matemático
estaria a estudar física elementar? Só muitos anos depois, o jovem compreendeu
que Smale estava a estudar os osciladores não-lineares (osciladores caóticos)
e a ver coisas que os físicos tinham aprendido a não ver." [3]
Os ecologistas também observavam exemplos de comportamentos caóticos
na época. Eles buscava desenvolver equações que pudessem explicar o comportamento
de determinadas espécies, mas algumas chegavam em certo ponto e apresentavam
um comportamento caótico, como será visto no exemplo abaixo:
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No gráfico ao lado temos, no eixo das
abscissas, a posição e no eixo das ordenadas, o parametro b, a equação
que rege esse gráfico é x[n+1] = bx[n](1-x[n]).
Observamos que quando estamos entre 0 e aproximadamente 3,569 temos
uma certa ordem do comportamento do sistema, mas a medida que b>3,569
o comportamento torna-se aleatório, ou seja, caótico.[4] |
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Yorke foi um matemático que deu grande contribuição para o desenvolvimento
da Ciência do Caos, tanto que foi ele que a nomeou assim. Ele gostava
muito das idéias que Smale tinha, e ao contrário de outros colegas, ele
as tentava compreender.
Mas foi quando ele entrou em contato com um artigo do matemático
e meteorologista Edward Lorenz, em 1972, sobre
sistemas dinâmicos, que ele começou a desenvolver uma grande curiosidade
pelo assunto e a se debruçar em cima.
Um dos grandes destaques da biologia, que era amigo de Yorke, foi Robert
May. May estudava e procurava o caos em sistemas biológicos.
Benoit Mandelbrot, era um matemático "faz tudo", que trabalhava para
a Internacional Business Machines Corporation. Certo dia ele foi convidado
pelo professor de economia Houthakker para uma conversa, ao chegar em
sua sala, Mandelbrot ficou perplexo ao ver um diagrama que ele havia imaginado
na parede da sala do professor. Este diagrama consistia de uma distribuição
de oito anos de preços do algodão.
"Para os físicos habituados ao trabalho de gente como Lorenz, Smale,
Yorke e May, este difícil matemático permanecia um estranho (mas as suas
técnicas e linguagens viriam a tornar-se parte inseparável da nova ciência)"
[5]
Mandelbrot conquistou o respeito de muitas comunidades com o estudo de
fractais.
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