Guide · modèles · chaos et imprévisibilité

La suite logistique

Une équation, toute la route vers le chaos.

regime: —
Chaque tranche verticale montre les valeurs vers lesquelles la population se fixe à long terme pour ce r. Un point stable se scinde en deux, quatre, huit — puis le chaos, parsemé de soudaines fenêtres d'ordre.

Imaginez une population qui croît proportionnellement à sa taille, mais que son surpeuplement freine à mesure qu'elle approche de sa limite : xₙ₊₁ = r · xₙ · (1 − xₙ). Un seul taux de croissance r décide de son sort. Pour un petit r, elle se fixe sur une valeur stable. Augmentez r et elle se met à alterner entre deux — puis quatre, puis huit — les périodes doublant de plus en plus vite jusqu'à basculer, vers r ≈ 3,57, dans le chaos.

Et pourtant ce chaos n'est pas informe : regardez à l'intérieur et vous y trouvez de soudaines fenêtres d'ordre — un cycle de période 3 bien net, puis le doublement reprend. C'est l'image derrière l'emblème du site : une règle simple, poussée, qui se ramifie en complexité. Le même chemin de doublement de période apparaît dans un robinet qui goutte, les arythmies cardiaques et la biologie des populations — l'un des motifs les plus universels de toute la science.

Faites glisser r le long du diagramme et regardez le régime changer sous votre main. C'est la réponse la plus nette que je connaisse à une question qui hante tout opérateur : pourquoi un système stable depuis si longtemps cesse-t-il soudain d'être prévisible ?

Source: May, “Simple mathematical models…” (Nature, 1976) ↗