Teori kekacauan, dalam mekanika dan matematika, studi tentang perilaku yang tampaknya acak atau tidak dapat diprediksi dalam sistem yang diatur oleh hukum deterministik. Istilah yang lebih akurat, kekacauan deterministik, menyarankan paradoks karena menghubungkan dua gagasan yang akrab dan umumnya dianggap tidak sesuai. Yang pertama adalah acak atau tidak dapat diprediksi, seperti dalam lintasan molekul dalam gas atau dalam pemilihan suara individu tertentu dari luar populasi. Dalam analisis konvensional, keacakan dianggap lebih jelas daripada nyata, yang timbul dari ketidaktahuan tentang banyak penyebab di tempat kerja. Dengan kata lain, secara umum dipercaya bahwa dunia tidak dapat diprediksi karena rumit. Gagasan kedua adalah bahwa gerakan deterministik, seperti pendulum atau planet, yang telah diterima sejak zaman Isaac Newton sebagai contoh keberhasilan ilmu pengetahuan dalam membuat yang dapat diprediksi yang awalnya kompleks.
prinsip-prinsip ilmu fisika: Kekacauan
Banyak sistem dapat dijelaskan dalam hal sejumlah kecil parameter dan berperilaku dengan cara yang sangat dapat diprediksi. Bukankah ini masalahnya,
Namun, dalam beberapa dekade terakhir, beragam sistem telah dipelajari yang berperilaku tak terduga meskipun tampak sederhana dan fakta bahwa kekuatan yang terlibat diatur oleh hukum fisik yang dipahami dengan baik. Elemen umum dalam sistem ini adalah tingkat kepekaan yang sangat tinggi terhadap kondisi awal dan cara mereka bergerak. Sebagai contoh, ahli meteorologi Edward Lorenz menemukan bahwa model sederhana konveksi panas memiliki ketidakpastian intrinsik, suatu keadaan yang disebutnya "efek kupu-kupu," menunjukkan bahwa hanya mengepakkan sayap kupu-kupu dapat mengubah cuaca. Contoh yang lebih sederhana adalah mesin pinball: gerakan bola diatur dengan tepat oleh hukum gravitasi bergulir dan tumbukan elastis — keduanya sepenuhnya dipahami — namun hasil akhirnya tidak dapat diprediksi.
Dalam mekanika klasik, perilaku sistem dinamik dapat digambarkan secara geometris sebagai gerak pada "penarik". Matematika mekanika klasik secara efektif mengenali tiga jenis penarik: titik tunggal (mengkarakterisasi kondisi tunak), loop tertutup (siklus periodik), dan tori (kombinasi beberapa siklus). Pada 1960-an, kelas baru "penarik aneh" ditemukan oleh ahli matematika Amerika Stephen Smale. Pada penarik aneh, dinamikanya kacau. Belakangan diketahui bahwa para penarik aneh memiliki struktur terperinci pada semua skala pembesaran; hasil langsung dari pengakuan ini adalah pengembangan konsep fraktal (kelas bentuk geometris kompleks yang umumnya menunjukkan sifat kemiripan diri), yang pada gilirannya menyebabkan perkembangan luar biasa dalam grafik komputer.
Aplikasi matematika kekacauan sangat beragam, termasuk studi aliran turbulen cairan, penyimpangan detak jantung, dinamika populasi, reaksi kimia, fisika plasma, dan gerakan kelompok dan gugus bintang.
