Edward Lorenz: conheça a história do meteorologista que descobriu o efeito borboleta
O investigador americano descobriu que, mudanças à escala de uma borboleta, no ponto inicial dos modelos climáticos, resultavam em tempestades violentas. A teoria revolucionou as ciências, como a biologia, a economia ou a física.
Numa manhã invernosa de 1961, Edward Lorenz (1917-2008), professor do Massachusetts Institute of Technology (MIT), estava há horas entretido a introduzir sequências numéricas num programa de simulação meteorológica. O protótipo em que se encontrava a trabalhar baseava-se numa dezena de variáveis, que iriam determinar o estado do tempo para os meses seguintes.
A alteração praticamente insignificante, introduzida minutos antes, teve um efeito dramático na previsão meteorológica.
A descoberta foi acidental, mas Edward Lorenz deu-se imediatamente conta de que estava perante algo extraordinário. Bastou mudar ligeiramente as condições iniciais da simulação para se deparar com uma enorme divergência nos resultados.
“Será que o bater das asas de uma borboleta no Brasil pode desencadear um tornado no Texas?” – perguntou o investigador durante a apresentação do seu modelo no encontro da American Association for the Advancement of Science, realizado em 1972.
A analogia, segundo a qual atos isolados e aparentemente insignificantes podem desencadear perturbações no futuro, tão elegantemente ilustrada na metáfora de Lorenz, deixou os colegas e o público na audiência maravilhados.
A borboleta entendida como metáfora
Hoje, o efeito borboleta teorizado por Lorenz continua a povoar o imaginário da literatura e até da cultura pop, mas os especialistas advertem que a sua teoria não é para levar à letra.
Ao usar a borboleta, Edward Lorenz quis demonstrar como a meteorologia é o resultado de padrões atmosféricos aparentemente independentes, que podem alterar, num determinado momento, o ambiente.
Trata-se somente de uma forma criativa para ilustrar a sensibilidade a condições iniciais e a sua interligação com eventos inseridos em sistemas altamente complexos. Por isso, quando se diz que um leve sopro pode dar origem a um vendaval, o seu sentido é apenas figurado.
A imprevisibilidade na teoria do caos
O certo é que esta nova abordagem acabou por dar origem à teoria do caos. A tese defende que o acaso nada tem a ver com a evolução dos sistemas naturais. Ou seja, embora possam ser descritas com fórmulas matemáticas deterministas, podem ser totalmente imprevisíveis.
Os modelos de comportamento descritos como complexos são tão sensíveis às condições iniciais que, mesmo partindo de circunstâncias quase idênticas, podem evoluir para desfechos totalmente distintos.
No seu artigo “Atractor de Lorenz: Efeito Borboleta”, Fernanda Amélia Ferreira, professora de matemática e de estatística do Politécnico do Porto, recorre a uma interessante analogia para ilustrar o conceito de sensibilidade às condições iniciais.
Este resultado deve-se à impossibilidade de avaliar todos os fatores que podem influenciar a experiência, como a posição do saco em relação ao chão, a distribuição dos berlindes dentro do saco, as pequenas irregularidades de cada berlinde e do chão, o movimento de despejo, entre outras variáveis.
Hoje, os cientistas usam o termo “caos determinístico” para relacionar a noção de ordem com a desordem – dois conceitos incompatíveis até Edward Lorenz uni-los na sua teoria.
A partir da teorização do efeito borboleta de Lorenz, os investigadores constataram que os sistemas caóticos – como a meteorologia, o crescimento demográfico de uma espécie, o fluxo do trânsito numa estrada ou as variáveis de taxa de juros nos mercados financeiros – podem gerar respostas caóticas únicas, mas interdependentes das condições iniciais ou de variações aleatórias e irregulares coexistentes.
Borboletas na ficção literária
A ideia de um efeito borboleta, antes de Edward Lorenz, não era totalmente estranha, sendo inclusive um tema apelativo para a ficção científica.
No conto A Sound of Thunder (1952), o escritor americano Ray Bradbury cria uma realidade alternativa a partir da morte de uma borboleta pré-histórica, vítima de caçadores de dinossauros que, numa viagem no tempo, aterram na Era Mesozoica.
Também a novela de 1941, Storm, de George Roger Stewart – que a irmã de Edward Lorenz lhe ofereceu de presente quando decidiu estudar meteorologia – há uma personagem que lembra como um espiro de um homem na China poderia provocar uma tempestade de neve em Nova Iorque.
O conceito, portanto, era popular no universo da literatura, mas ninguém ainda o tinha demonstrado.
A revolução nas ciências exatas
O impacto do trabalho de Edward Lorenz vai muito além da meteorologia. As conclusões que retirou a partir do efeito borboleta revolucionaram diferentes áreas da ciência, da biologia, à economia, passando pela física.
Ao demonstrar que certos sistemas deterministas apresentam limites formais de previsibilidade, o investigador americano lançou as bases para a teoria do caos, considerada por muitos como a terceira revolução científica do século XX, a seguir à teoria da relatividade e à física quântica.
Referências da notícia
Fernanda A. Ferreira. Atractor de Lorenz: Efeito Borboleta. Politécnico do Porto
Jamie L. Vernon. Understanding the Butterfly Effect. American Scientist
Allison Rauch. Butterfly effect - Chaos Theory. Britannica
Butterflies, Tornadoes, and Time Travel. APS – Advancing Physics