Állandó, Változó, változó állandóság és állandó változás: a Homeosztázis fogalma I.
Nézzetek körül. Csukjátok be a szemeteket és 10 másodperc múlva újra nézzetek körül. Láttok változást? Mindenhol láttok változást? Ahol láttok milyen az a változás? Ha 10 másodpercre újra becsukjátok a szemeteket meg tudjátok mindenről mondani mit fog csinálni?
Ha körülnézünk a minket körülvevő világban a dolgok lehetnek állandóak vagy változhatnak. Az állandóság persze viszonylagos, de egy földön heverő sziklára mondhatjuk, hogy az állandóságot testesíti meg (legalábbis a mi életünk időléptékében). Ezt az állapotot mondják a fizikusok statikusnak.
A világban azonban a legtöbb dolog változik, még a kontinensek is vándorolnak. A változásoknak sok fajtája van. Ezeket a rendszereket a fizikusok dinamikus rendszereknek nevezik. A legegyszerűbb eset, hogy a rendszer elindul valahonnan és eljut valahova (szükségszerűen valami határhoz). Ilyen, amikor leesik egy alma a fáról, kihűl egy pohár tea vagy egy naprendszeren kívüli hiperbolikus pályán haladó aszteroida elszáguld a Föld mellett.
Állapotváltozói elindulnak valahonnan és változnak valameddig (esetenként a végpontban valami durva történik).
Az első három - a tömény unalomtól a mérsékelten érdekesig terjedő viselkedésű rendszerek (állandó, folyamatosan változó és visszatérő)- leírását viszonylag hamar kezelni tudták a világ szabályait kereső fizikusok. A véletlennel már nehezebb a helyzet. Ugye akár mondhatjuk azt is, hogy véletlen nincs, csak nem tudunk eleget a rendszerről. Elképzelhető, hogy vannak olyan rendszerek, amik valóban véletlenek, másokról meg tudjuk, hogy nem tudunk eleget, ezért tűnnek véletlennek. De az embert érik meglepetések. Nagyon sokáig úgy gondolták a radioaktív bomlás az aztán igazán véletlen. Aztán valaki kimérte, hogy lehet mégse, mert a Cl- izotópok felezési ideje függ az évszaktól. Ezt azzal magyarázták, hogy az év során a Föld-Nap távolság változik és emiatt a Napból a Földet elérő elemi részecskék, a neutrínók száma is. Ők pedig kellenek a negatív béta bomláshoz, azaz, hogy mikor bomlik el egy atom függ attól, hogy kölcsönhatásba lép-e egy igen kis hatáskeresztmetszetű neutrinóval. Így mondják flancosan a fizikusok azt, hogy nagyon-nagyon-nagyon kicsi az esélye annak, hogy egy neutrínó eltaláljon egy neutront és a negatív béta bomlás megtörténjen. Véletlennek látszik, pedig nem az.
A kaotikus rendszerekre jellemző, hogy pici beavatkozások idővel nagy különbségekhez vezethetnek (pillangó effektus), mivel a bennük lévő elemek sokat lépnek kölcsönhatásba egymással és ez felerősíti az eltéréseket. A lezajló folyamatok ugyan szigorúan meghatározottak (a kiinduló állapotból következik a végállapot, determinisztikusak) de mivel nem tudjuk végtelen pontossággal megmérni a kiindulási állapotot, ezért nem tudjuk tetszőlegesen távoli időpontra kiszámolni hol lesz akkor a rendszer.
Egy kicsit leegyszerűsített példa: van egy dobozunk, aminek két fala között oda vissza pattog egy labda (tegyük fel ez végtelenségig mehet). Ha tetszőleges időpontban ránézünk a labdára akkor az a dobozon belül van valahol, de kívül nincs (most felejtsük el a kvantummechanika viccelődéseit). Azaz mondjuk az 1 méter hosszú dobozban 0 és 100 cm között lehet. Amikor elindítunk egy stoppert akkor indul a labda az egyik faltól. Ha sebességét egy tizedesjegy pontossággal tudjuk megmérni, az azt jelenti 10% bizonytalanságunk van sebességét illetően (mert a második tizedesjegyben bizonytalanok vagyunk). Ha a labda sebességére 1m/s-ot mértünk akkor tudjuk, hogy 1 másodperc múlva valahol a doboz másik falánál lesz és 2 másodperc múlva, valahol a kiindulás környékén. De van 10% bizonytalanságunk, tehát a labda 2 másodperc múlva egy 20cm-es szakaszon bárhol lehet. Ez azt mondja, hogy 10 másodperc múlva akárhol lehet a dobozban. Ha pontosabban mérünk, mondjuk 2 tizedesjeggyel akkor is eljön az az idő, amikor a labda bárhol lehet (ez példánkban 100 másodperc múlva következik be).
A káoszelmélet komoly tudománnyá fejlődött, komplex matematikai fegyvertárral. Egyik fontos eredménye az, hogy megfigyelve, hogy a rendszer a lehetséges állapotok közül melyeket veszi fel és milyen útvonalakon (trajektóriákon) halad végig a lehetséges állapotok között, következtetéseket lehet levonni arról hány meghatározó eleme lehet a rendszernek és ezek hányféle módon hatnak kölcsön.
De hol itt a homeosztázis?
Türelem, egy hatalmas épületnek komoly alapokat kell ásni. Ezzel szerencsére meg is vagyunk. De hogy ne legyen emészthetetlen a mai bjegyzés, no meg mindneki izgatottan várja hova futunk ki, a földszintet és a tetőt a következő részben építjük fel.