Teorija kaosa, u mehanici i matematici, proučavanje naizgled slučajnog ili nepredvidivog ponašanja u sustavima upravljanim determiničnim zakonima. Precizniji izraz, deterministički kaos, sugerira paradoks jer povezuje dva pojma koja su poznata i koja se uobičajeno smatraju nespojivim. Prvi je slučajnost ili nepredvidivost, kao što je putanja molekule u plinu ili pri odabiru glasa određenog pojedinca iz neke populacije. U konvencionalnim analizama slučajnost se smatrala očiglednijom nego stvarnom, koja je nastala iz nepoznavanja mnogih uzroka na djelu. Drugim riječima, obično se smatralo da je svijet nepredvidiv, jer je kompliciran. Drugi je pojam determinističkog kretanja, klatna ili planeta, koji je prihvaćen još od vremena Isaaca Newtona kao primjer uspješnosti znanosti u tome da učini predvidljivim ono što je u početku složeno.
principi fizičke znanosti: Kaos
Mnogi se sustavi mogu opisati s obzirom na mali broj parametara i ponašati se na vrlo predvidljiv način. Zar to nije slučaj,
Posljednjih desetljeća, međutim, proučavano je raznolikost sustava koji se ponašaju nepredvidivo usprkos svojoj prividnoj jednostavnosti i činjenici da su upletene snage upravljane dobro shvaćenim fizičkim zakonima. Uobičajeni element ovih sustava je vrlo visok stupanj osjetljivosti na početne uvjete i način na koji su pokrenuti. Na primjer, meteorolog Edward Lorenz otkrio je da jednostavan model konvekcije topline posjeduje unutarnju nepredvidivost, okolnost koju je nazvao "efektom leptira", sugerirajući da samo prekrivanje leptirovog krila može promijeniti vrijeme. Još domaći primjer je stroj s fliperom: kretanje lopte precizno reguliraju zakoni gravitacijskog kotača i elastičnih sudara - oba su potpuno razumljiva - no konačni je ishod nepredvidiv.
U klasičnoj se mehanici ponašanje dinamičkog sustava može geometrijski opisati kao gibanje atraktora. Matematika klasične mehanike učinkovito je prepoznala tri vrste atraktora: jednostruke točke (koje karakteriziraju ustaljena stanja), zatvorene petlje (periodični ciklusi) i torije (kombinacije nekoliko ciklusa). U 1960-ima je američki matematičar Stephen Smale otkrio novu klasu "čudnih privlačara". Na čudnim atraktorima dinamika je kaotična. Kasnije je prepoznato da čudni privlačnici imaju detaljnu strukturu na svim mjerilima povećavanja; izravni rezultat tog prepoznavanja bio je razvoj koncepta fraktala (klase složenih geometrijskih oblika koji obično pokazuju svojstvo sličnosti), što je dovelo do značajnog razvoja računalne grafike.
Primjene matematike kaosa vrlo su raznolike, uključujući proučavanje turbulentnog protoka fluida, nepravilnosti u otkucaju srca, dinamiku populacije, kemijske reakcije, fiziku plazme i kretanje skupina i nakupina zvijezda.
