چه کسی نخستین بار روی ماهیت اتمسفر کار علمی کرد؟
سال اکتشاف: 1960
این کشف چه می‌گوید؟
اتمسفر آشفته و غیر قابل پیش‌بینی است.
چه کسی آن را کشف کرد؟
اد لورنز Ed Lorenz
ادلورنز سامانه‌ای از معادله‌های مستقل، غیر خطی و پیچیده را کشف کرد که جابه‌جایی اتمسفر را شرح می‌دهد. او نشان داد که الگوهای اتمسفری به شرایط ابتدایی متکی هستند و تغییرات بسیار اندک در آنها، تغییرات بزرگی را در سامانه پدید می‌آورد. به عبارت دیگر، هنگامی که پروانه‌ای در پکن بال می‌زند الگوها ممکن است تغییرات آب و هوایی مهمی را در نیویورک پیش‌بینی کنند؛ البته همه می‌دانند که چنین چیزی اتفاق نمی‌افتد. لورنز کشف کرد که نه فقط چطور پیش‌بینی‌هایی طولانی مدت نکند بلکه نیروهایی را بررسی کند که این پیش‌بینی‌ها را ناممکن می‌سازد. سپس نظریهٔ آشفتگی را مطرح کرد – مطالعهٔ سامانه‌های آشفته و غیر قابل پیش‌بینی دانشمندان اکنون متوجه شدند که بسیاری از سامانه‌هاهی زیست‌شناسی و طبیعی با نظریهٔ آشفتگی بهتر قابل توضیح است تا تجزیه و تحلیل‌های رسمی.
لورنز یک مجموعه از معادله‌ها را الگوی ریاضی توفان‌ها و جابه‌جایی‌های اتمسفری قرار دارد. او متوجه شد که تغییرات جزیی در آغاز الگوها منجر به تغییرات بزرگی در نتیجهٔ نهایی می‌شود تفاوت‌های جزیی در آغاز، در طول زمان تشدید می‌شود.
او ثابت کرد اگر اتمسفر واقعی همانند الگوی او عمل می‌کرد، پیش‌بینی وضع هوا در دراز مدت غیر ممکن بود. هیجان پیدا کردن الگویی جدید بزودی مبدل به نا امیدی شد.
او سال‌ها قبل 1934 وارد دانشکدهٔ دارت موث شد و تصمیم گرفته بود ریاضیدان شود. او در 1938 از دانشکده در رشتهٔ ریاضی فارغ التحصیل شد و وارد هاروارد گردید تا به تحصیل در رشتهٔ ریاضی ادامه دهد. با شروع جنگ جهانی دوم او به ارتش پیوست و در آن جا وارد بخش هواشناسی شد و در MIT به تحقیق پرداخت.
او متوجه شد که هوا مجموعه‌ای است از چگالی، فشار، حرارت. معادلاتی که این متغیرها را شرح می‌دهد می‌تواند شرایط هوا را پیش‌بینی کند. میزان تغییر در این معادله‌ها، تغییر در هوا را شرح می‌دهد.
آنچه لورنز یاد نگرفت و بعدها کشف کرد، این بود که هیچ کس نمی‌دانست چگونه از این معادلات غیر خطی پویای هواشناسی برای پیش‌بینی وضع هوا استفاده کند و بیشتر متخصصان تصور می‌کردند این امر اصلاً ممکن نیست. معادلات بسیار پیچیده بود و به داده‌های اولیه زیادی نیاز داشت.
لورنز سعی کرد از این معادله‌ها در پیش‌بینی حرکت توفان‌ها استفاده کند. از آن‌جا که در 1957 رایانه در دسترس نبود او ناچار می‌شد معادله‌ها را روی تخته سیاه انجام دهد، یا روی کاغذ و با استفاده از خط کش و کاغذ و قلم. هرمحاسبه بسیار وقت‌گیر بود و او نمی‌توانست به نتیجهٔ معناداری برسد.
در 1958 او نوعی رایانه به دست آورد که به اندازهٔ یک میز تحریر بزرگ بود تا در معادله‌های خود را حل کند. نتیجهٔ استفاده از این رایانه‌ها نشان داد تفاوت‌های جزیی اولیه در طول زمان به شدت زیادی می‌شود. اگر این الگو درست بود پس هوا وضعی آشفته داشت و پیش‌بینی آن در طولانی مدت ناممکن.
چندین سال بررسی وضعیت اتمسفر او را متقاعد کرد که الگوی او صحیح بوده است. لورنز را نخستین کسی می‌دانند که ماهیت واقعی اتمسفر را کشف کرد و محدودیت‌های پیش‌بینی وضع هوا را مشخص نمود.
جف گلدبلام هنرپیشه‌ای بود که نقش یان مالکولم را در فیلم پارک ژوراسیک ایفا نمود. مالکولم در این فیلم ریاضیدانی است که متخصص مطالعهٔ نظریهٔ آشفتگی است. مضمون اصلی این فیلم‌ها اثبات نظریه‌های آشفتگی مالکولم است.
