Узоры проявляют «масштабность»
Своим происхождением теория хаоса обязана метеорологии. В 60-е годы метеоролог Эдвард Лоренц из Массачусетсского технологического института использовал простейший компьютер для изучения того, что произойдет с погодой, если, скажем, хотя бы незначительно изменится характер ветра. Дав своему компьютеру задание рассчитать погоду, которая установится в результате такого изменения, он вышел из лаборатории, чтобы выпить чашку кофе. Вернувшись, увидел на графике то, что называется «эффектом бабочки»: незначительное изменение коренным образом переделало в машинной модели климат Земли. Как поясняет Лоренц, если бабочка взмахивает своими крылышками в Бразилии, то это может вызвать ураган в Техасе. Как бы ни казалось это неправдоподобным, крошечные воздушные завихрения, создаваемые бабочкой, перемещаются на тысячи миль и, сталкиваясь на своем пути с другими ветрами, в конце концов изменяют погоду. Подобная чувствительность означает, что точные долгосрочные прогнозы невозможны.
Занявшись моделированием других сложных систем, Лоренц обнаружил, что они также заключают в себе определенный скрыли порядок. Его компьютер выдавал на дисплей изящные плотные, описывающие поведение вращающихся водяных вихрей или восходящих тепловых потоков. Эти изображения были названы «странными аттракторами» (от англ. - притягивать), потому что они стягивают мириады точек (например, на дисплее) в узоры подобно хореографу, выстраивающему в определенном порядке танцоров. «Странные аттракторы» могут создавать узоры в виде плюшек, воронок, совиных глаз и т. п.
Иногда узоры проявляют «масштабность», то есть устроены подобно русским матрешкам: имеют одинаковую конфигурацию при больших и малых масштабах. Бенуа Манделброт из фирмы ИБМ обратил на это внимание в 60-е годы, изучая цены на хлопок за 60 лет. Сначала он не заметил никакой очевидной заинтересованности, но, приглядевшись внимательнее, обнаружил, что кривые ежедневных изменений цен имеют примерно такую же конфигурацию, как и кривые месячных изменений, независимо от того, вызваны ли эти изменения войной или депрессией.