Você já parou para pensar em todos os avanços que nós conseguimos alcançar até hoje? Nós que começamos lá atrás inventando a roda e a matemática, hoje já fomos capazes de pousar uma sonda com perfeição em um cometa, estamos próximos de detectar o genes do sexto sentido, somos capazes de carregar nossos telefones (que evoluíram tanto em tão pouco tempo, que hoje já atuam como computadores portáteis) e tantas outras coisas incríveis. O mundo em que vivemos hoje muda com uma velocidade muito grande e as tecnologias se desenvolvem a cada dia. No entanto, ainda existe algo que não conseguimos fazer com perfeição: a previsão do tempo. Quem nunca sentou na frente da televisão e assistiu a previsão do tempo informando que choveria no dia seguinte, e quando acordava o céu estava mais limpo do que nunca foi? O que buscamos trazer neste artigo é quem foi Edward Lorenz e o porquê não ser possível realizar previsões exatas do clima.
Certa vez, um astrônomo disse: O Cometa Halley voltará dentro de 76 anos. Para Lorenz, pareceu um fato, e não profecia. Isso era uma previsão numérica determinista de um corpo celeste. Por que não com ventos e nuvens? Lorenz, após a segunda guerra, dedicou sua vida para trabalhar com meteorologia. Ele buscava compreender como funcionavam as mudanças climáticas e meios de prever essas variações. Durante o tempo em que trabalhou no MIT, Lorenz desenvolveu um simulador em seu computador Royal McBee-30, que recriava condições climáticas a partir de algumas variáveis como temperatura, pressão, velocidade do vento e outras condições iniciais.
Um certo dia, no Inverno de 1961, Lorenz iria fazer uma nova simulação em seu computador e decidiu tomar um atalho. Em vez fazer uma nova análise das condições iniciais, ele resolveu usar valores de alguns dias anteriores. Deixando que a máquina imprimesse a nova simulação, ele saiu para caminhar, quando retornou horas depois, Lorenz encontrou algo inesperado, algo que parecia ser uma semente para uma nova ciência. Lorenz copiou os valores diretamente da folha impressa anteriormente e usou o mesmo simulador, com isso, esperava encontrar uma cópia idêntica da simulação anterior, o que não aconteceu. Quando sobrepôs o gráfico antigo e o novo, Lorenz obteve a seguinte imagem:
Assim como Lorenz, cientistas sempre caminharam sobre uma bandeira Newtoniana, onde dado um conhecimento sobre as condições iniciais do sistema e tendo um entendimento das leis que o regem, seria possível calcular uma aproximação mais simplificada desse mesmo sistema. A ideia é que, se você não tem conhecimento de uma folha caindo em algum lugar do planeta quando você está tentando calcular a movimentação de uma bola de bilhar sobre uma mesa, você não precisa considerá-la. Diante dessa ideia, Lorenz poderia ter assumido algum erro com a máquina em particular, ou com o modelo de probabilidade que ele desenvolveu, porém, por razões de intuições matemáticas que seus colegas só iriam entender mais tarde, Lorenz sentiu que algo estava filosoficamente fora do comum. Embora suas equações eram paródias brutas do clima da Terra, ele tinha fé que tinha capturado a essência do que realmente estava ocorrendo.
Lorenz mais tarde descobriu que os valores armazenado dentro do computador, possuíam seis casas decimais (Ex: 33,560113), enquanto os valores que eram impressos, apenas 3 casas decimais (Ex: 33,560). Essa diferença insignificante de 3 casas decimais era suficiente para se notar diferenças em suas simulações. Ele percebeu também que sua descoberta não se aplicava somente às suas simulações, mas a como o universo funciona. Em um sistema dinâmico, pequenas variações podem provocar mudanças drásticas futuramente. Em suas próprias palavras, “Um bater de asas de uma borboleta no Brasil, podem provocar um tornado no Texas”.
Por curiosidade, se descobriu que, uma minúscula falha de precisão na posição do Cometa Halley em 1910, poderia ter causado um erro de previsão com uma margem de milhões de anos. Hoje, computadores de espaçonaves trabalham com a suposição de que, entradas “aproximadamente” exatas de valores, geram saídas “aproximadamente” precisas.
O trabalho de Lorenz deu base para o estudo sobre a Teoria do Caos, que hoje é chamado de Processo Estocástico. Dentro da teoria das probabilidades, um processo estocástico representa a evolução de um sistema de valores com o tempo, no qual, mesmo que se conheçam suas condições iniciais, podem existir infinitas direções para as quais o processo pode evoluir.
Nostalgia
Referências e Recomendações
Filme – The Butterfly Effect de Eric Bress e J. Mackye Gruber
Livro – Chaos Making a New Science, JAMES GLEICK
https://en.wikipedia.org/wiki/Stochastic_process
https://www.youtube.com/watch?v=C4eHJ8ZJgG4 (Efeito Borboleta, Canal Nerdologia youtube)