バタフライ効果

天気を予測するコンピューターに数字を入力していた気象学者がいました。彼は計算時間を節約するために、シミュレーションを最初からやり直さず、途中から再開することにしました。そこで、プリントアウトに印字された値をそのまま入力したのですが、そこには0.506127が小数第3位までに丸められた0.506と印字されていました。差は0.000127。元の値の1000分の1にも満たない、ごくわずかな違いです。

ところが、コンピューターが導き出した未来の天気のグラフはまったく違うものになりました。最初は似た動きをしていたのに、時間がたつにつれて差が広がり、最終的には似ても似つかない形に分かれてしまったのです。この衝撃的な結果を見て、彼は初期条件のわずかな変化が未来をまるごと変えてしまいうることに気づきました。

その後、彼は講演で「ブラジルで一匹の蝶が羽ばたくと、テキサスで竜巻が起こるだろうか?」という魅力的な問いを投げかけました。この詩的なたとえが人々に強い印象を残し、バタフライ効果という名前が広まっていったのです。

私たちが暮らす世界には、小さな違いが時間とともにどんどん大きくなっていく性質を持つシステムがたくさんあります。ただし、ドミノ倒しとは違います。ドミノは最初の1枚が倒れれば結果が決まっていますが、バタフライ効果では、出発点がほんの少し違うだけでまったく別の結果に分かれてしまい、結果をあらかじめ知ることができません。

天気や株式市場のように、変数が何億個もある環境では、小さな変化はじっとしていません。小さな違いが周囲の別の要素と絡み合って影響を大きくし、その過程が連鎖して、予測できない雪だるまのように膨らんでいきます。ローレンツは、変数がたった3つの単純な式でも、こうしたことが起こると示しました。

朝5分寝坊したせいでバスに乗り遅れ、そのせいで大事な面接に遅刻して、仕事や人生の進路がそっくり変わってしまう、というようなものです。日常でも、ささいな選択ひとつが人生の大きな転機を生むことがあります。

もう少し正確に言うと、蝶一匹が台風を生み出すほどの巨大なエネルギーを直接放出するわけではありません。蝶は台風の原因ではないのです。ごくわずかな違いによって、大気が台風の発生する未来へ向かうことも、発生しない未来へ向かうこともある、という意味です。羽ばたきがむしろ台風が発生しない方へ分かれさせることもあるのです。

また、バタフライ効果の本当の科学的メッセージは、「蝶が台風を起こす」というドラマチックな誇張ではありません。法則は決まっていても、初期条件を完璧に測ることはできず、その小さな誤差がどんどん大きくなるため、長期的な未来は実際には正確に予測しにくい、という性質を示しているのです。

現代の気象機関がどれほど優れたスーパーコンピューターを使っても、2週間先の天気を完璧に当てるのが難しい理由は、まさにここにあります。世界には、小さな誤差が際限なく増幅されるカオスの領域が、いつも存在しているからです。