Hiệu ứng cánh bướm (tiếng Anh: Butterfly effect) là một cụm từ dùng để mô tả khái niệm trong lý thuyết hỗn loạn về độ nhạy cảm của hệ đối với điều kiện gốc (sensitivity on initial conditions).
Từ một nghiên cứu về thời tiết, “hiệu ứng cánh bướm” đã làm thay đổi cách nhìn nhận thế giới của con người trên nhiều phương diện khoa học. Thậm chí, nó còn được diễn giải dưới góc độ nhân quả và đi vào văn hóa đại chúng.
Vốn được sử dụng ban đầu như một khái niệm khoa học đơn thuần, hiệu ứng cánh bướm sau đó đã được nhắc đến nhiều lần trong văn hóa đương đại, đặc biệt là trong các tác phẩm có đề cập tới quan hệ nhân quả hoặc nghịch lý thời gian.
Từ sự phát hiện “hiệu ứng cánh bướm”…
Câu chuyện một con bướm vỗ cánh ở bán cầu này có thể gây ra một cơn bão ở bán cầu kia là một ví dụ minh họa cho lý thuyết này nhưng sau này lại trở thành tên gọi học thuyết.
Những sự kiện bé nhỏ nhưng để lại những hệ quả to lớn về sau, do đó học thuyết này có ý nghĩa nhân văn và khoa học lớn lao.
Edward Norton Lorenz (1917-2008), cha đẻ của “hiệu ứng cánh bướm”.
Vào thập kỷ 1960, sự phát triển của các máy tính cho phép con người thực hiện các nghiên cứu khoa học mà trước đó không thể làm được do khối lượng phép tính quá lớn.
Một trong những dự án tham vọng nhất là việc lập ra một mô hình toán học nhằm dự báo thời tiết do nhà toán học và khí tượng học Edward Lorenz phụ trách. Ông đã lập ra 12 phương trình phân biệt thể hiện các yếu tố như nhiệt, ẩm hay áp suất và nhập dữ liệu vào máy tính.
Năm 1961, Lorenz vô tình nhập các dữ liệu đã được máy tính làm tròn để tiết kiệm thời gian thí nghiệm. Chẳng hạn, các con số như 0,506127 được Lorenz nhập vào máy là 0,506. Ông hoàn toàn bất ngờ khi máy tính đưa ra một dự báo hoàn toàn khác xa so với dữ liệu gốc, dù giá trị làm tròn hoàn toàn không đáng kể. Năm 1972, nhà khí tượng học và chuyên gia về lý thuyết hỗn loạn Edward Norton Lorenz đã giới thiệu trước Hiệp hội phát triển khoa học Hoa Kỳ một bài nói chuyện có tựa đề: “Tính dự đoán được: Liệu con bướm đập cánh ở Brasil có thể gây ra cơn lốc ở Texas?”.
Hiệu ứng cánh bướm phần nào giải thích sự thiếu chính xác của các bản tin dự báo thời tiết.
Từ đó, Lorenz kết luận rằng, việc cố gắng dự báo thời tiết nhiều hơn 1 tuần là hoàn toàn vô nghĩa do độ nhạy cảm của hệ thống thời tiết với những điều kiện ban đầu. Năm 1969, ông công bố phát hiện này của mình với câu nói nổi tiếng: “Chỉ cần một con bướm đập cánh ở Brazil có thể gây ra một cơn lốc xoáy ở Texas.”
… đến “lý thuyết hỗn loạn”
“Hiệu ứng cánh bướm” đã trở thành một dấu mốc trong việc phát triển “lý thuyết hỗn loạn” (tiếng Anh là “chaos theory”). Đây là một lý thuyết nghiên cứu các hệ thống vận động cực kỳ nhạy cảm với những điều kiện ban đầu.
Sự hỗn loạn của không khí đằng sau một chiếc máy bay.
Trong vật lý cổ điển thời Newton, một hiện tượng xảy ra sẽ dẫn đến những hệ quả có thể dự đoán trước được. Nhưng sự phát triển mạnh của “lý thuyết hỗn loạn” trong các thập niên 70, 80 của thế kỉ XX đã thay đổi cái nhìn của các nhà khoa học về thế giới tự nhiên, đặc biệt trong lĩnh vực cơ học lượng tử (ngành vật lý nghiên cứu các hạt siêu nhỏ).
Lý thuyết này cũng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành khoa học khác như địa chất, cơ khí, sinh thái học, kinh tế học và tâm lý học.
Sự chấp nhận lý thuyết hỗn loạn đã giúp năng lực dự báo thời tiết ngày càng tốt hơn.
Hiệu ứng cánh bướm có liên hệ chặt chẽ với vật lý lượng tử.
Trong lĩnh vực dự báo thời tiết, phát hiện của Lorenz cũng dẫn đến những thay đổi đột phá. Các dữ liệu được thu thập đầy đủ hơn để đảm bảo sự chính xác của các con số.
Đồng thời, các nhà khí tượng học đã công nhận hiện tượng “hỗn loạn” trong nghiên cứu của mình. Họ cho chạy nhiều mô hình thời tiết khác nhau trên máy tính, trong đó mỗi mô hình có sự khác nhau rất nhỏ về dữ kiện đầu vào. Dự báo cuối cùng chỉ được đưa ra sau khi so sánh và tổng hợp kết quả thu được của các mô hình.
… và cuộc sống của chúng ta
Hình ảnh trong phim “The Butterfly Effect”.
Sự hấp dẫn của hiệu ứng cánh bướm đã trở thành một đề tài gây sốt trong điện ảnh. Tiêu đề phim “The Butterfly Effect” đề cập đến hiệu ứng bươm bướm, một giả thuyết, ví dụ về thuyết hỗn loạn, trong đó mô tả cách thức một khác biệt nhỏ ban đầu, theo thời gian có thể dẫn đến một hệ quả lớn không lường trước được. Trong phim “Havana” năm 1990, nhân vật nam chính do Robert Redford thủ vai đã nói: “Một con bướm có thể vỗ cánh trên một bông hoa Trung Quốc và gây ra một cơn bão ở biển Caribbean.”
Năm 2004, bộ phim “The Butterfly Effect” ra mắt với nhân vật chính do Ashton Kutcher đóng; anh ta có khả năng trở về quá khứ và tạo ra những thay đổi lớn trong hiện tại.
Những hoạt động tình nguyện có sức lan tỏa mạnh trong cộng đồng.
Còn dưới góc nhìn của quan hệ nhân quả, hiệu ứng cánh bướm được diễn giải có phần giống với quan niệm “gieo nhân nào gặp quả nấy”. Chẳng hạn trong cuộc sống, một việc tốt bạn làm dù nhỏ bé có thể sẽ mang lại những điều tốt đẹp cho nhiều người khác mà bản thân bạn không ngờ tới.
