É importante ressaltar que não há nada de aleatório ou indeterminado na teoria do caos. Ela não envolve indeterminação quântica , que é a base do acaso ontológico . Embora apresente comportamentos que se assemelham a alguns fenômenos do mundo real, esses comportamentos são metáforas, não explicações físicas.

O caos não deve ser confundido com imprevisibilidade , assim como o determinismo não deve ser confundido com previsibilidade . A importância fundamental da teoria do caos reside na sua aplicação a sistemas extremamente sensíveis às condições iniciais. Sistemas caóticos são determinísticos, mas não previsíveis. A sua imprevisibilidade não significa que sejam aleatórios ou indeterminísticos, como muitos filósofos e alguns cientistas que não gostam da mecânica quântica acreditaram erroneamente (por exemplo, Ilya Prigogine ).

Alguns filósofos parecem acreditar que a teoria do caos pode fornecer toda a aleatoriedade necessária para impedir que o livre-arbítrio seja determinístico (por exemplo, Daniel Dennett ). Alguns pensam que o comportamento caótico não linear refuta o determinismo do demônio superinteligente de Laplace . Laplace provavelmente sabia que a informação exigida pelo demônio era inatingível. Isaac Newton certamente sabia que suas observações não poderiam confirmar sua teoria com a precisão arbitrária necessária para provar o determinismo perfeito.

Ludwig Boltzmann , seu admirador e contemporâneo Franz Exner , e o aluno de Exner, Erwin Schrödinger , frequentemente apontavam que as teorias deterministas extrapolam as evidências disponíveis . A popularização de teorias físicas muitas vezes confunde não apenas o público em geral, mas até mesmo filósofos da ciência.

No tricentenário da publicação dos Principia de Newton, Sir James Lighthill proferiu uma palestra na Royal Society, lamentando a confusão entre o determinismo mecânico clássico de Newton e a aparente alegação de previsibilidade perfeita:

"Hoje, todos temos plena consciência de que o entusiasmo de nossos antepassados pelas maravilhosas conquistas da mecânica newtoniana os levou a fazer generalizações nessa área da previsibilidade que, de fato, talvez tenhamos tendido a acreditar antes de 1960, mas que agora reconhecemos como falsas. Coletivamente, desejamos nos desculpar por termos induzido o público instruído ao erro, difundindo ideias sobre o determinismo de sistemas que satisfazem as leis do movimento de Newton e que, após 1960, provaram-se incorretas..."

(J. Lighthill, Proc. Roy. Soc. (Londres) A 407, 35 (1986))

A sensibilidade às condições iniciais já era conhecida muito antes da teoria do caos e da teoria da complexidade modernas. James Clerk Maxwell observou na década de 1860 que, mesmo que duas moléculas estivessem adjacentes uma à outra em um fluxo hidrodinâmico, elas poderiam se encontrar em locais aleatórios no recipiente após tempos de mistura relativamente curtos. Ele escreveu:

Quando o estado das coisas é tal que uma variação infinitesimal do estado presente altera apenas por uma quantidade infinitesimal o estado em algum momento futuro, diz-se que a condição do sistema, seja em repouso ou em movimento, é estável; mas quando uma variação infinitesimal no estado presente pode provocar uma diferença finita no estado do sistema em um tempo finito, diz-se que a condição do sistema é instável.

( Ensaio sobre a Ciência e o Livre-Arbítrio , 1873)

Maxwell pode ter sido o primeiro, mas certamente não o último, a conectar essa sensibilidade às condições iniciais ao livre-arbítrio (por exemplo, John Eccles , com seus "neurônios criticamente equilibrados").

O mundo real é apenas aproximadamente mecânico clássico (obedecendo às leis dinâmicas de Newton em todas as escalas). Nas pequenas escalas da física atômica e molecular, o mundo é mecânico quântico. Não há nada correspondente ao caos determinístico na física quântica. O caos determinístico requer movimento contínuo para produzir singularidades matemáticas e não linearidade exponencial.

Apesar de seus "saltos quânticos" imprevisíveis e espontâneos, os estados discretos do mundo quântico são mais regulares e estáveis do que seus análogos clássicos. De fato, a estabilidade a longo prazo das estruturas quânticas em seus "estados fundamentais" é surpreendente, assim como a completa indistinguibilidade das partículas elementares, o que dá origem a estatísticas extremamente não intuitivas. Finalmente, a estabilidade a longo prazo dos fenômenos cooperativos quânticos é evidente na capacidade das macromoléculas biológicas de manter (por meio da detecção e correção de erros) seu conteúdo de informação ao longo de bilhões de anos.

O desejo de descrever a aleatoriedade e o acaso no mundo com o caos determinístico assemelha-se à visão de Adolphe Quételet e Henry Thomas Buckle de que as regularidades estatísticas em vários fenômenos físicos e sociais são evidência de um determinismo subjacente. Seria essa motivação semelhante à que busca um criador inteligente por trás da evolução biológica Parece que a "antipatia ao acaso" observada por William James no final do século XIX permanece viva e atuante no século XXI.

Mas alguns desses estudiosos acreditam que a teoria da complexidade acrescenta algo que não é fornecido pela aleatoriedade da física quântica. Pode até acrescentar, mas não fornece o propósito (a teleonomia ou enteléquia ) que surge quando as moléculas descobrem pela primeira vez como se replicar. E, mais importante, não acrescenta um propósito teleológico que preexista à vida.

Sistemas físicos longe do equilíbrio utilizam o fluxo de matéria e energia do ambiente através de um sistema aberto para criar e manter estruturas de informação. Nesse aspecto, eles se assemelham a sistemas vivos, que são estruturas de informação, padrões, através dos quais a matéria e a energia fluem. Eles produzem a "ordem a partir do caos" de Prigogine. Mas não são replicadores de informação nem processadores de informação que evoluem desde os organismos mais simples.

Restrições atômicas, como a ligação quântica das moléculas de água, permitem que os cristais de neve se auto-organizem em formas espetaculares, produzindo ordem a partir da desordem. Além dos cristais, existem redemoinhos, células de convecção de Bénard, colunas de basalto e polígonos de solo, todos os quais aparentemente violam a tendência fundamental ao equilíbrio e à desordem no universo. Esses são processos que a filosofia da informação chama de ergódicos . Eles só podem fazer isso por causa do fluxo de entropia negativa proveniente do Sol. Todos são completamente desprovidos de direção e propósito, como a formação de galáxias, estrelas e planetas. Eles não podem adicionar significado ao universo.

Stuart Kauffman é talvez o mais conhecido defensor da ideia de que a complexidade auxilia a seleção natural.

A origem da vida, em vez de ser algo extremamente improvável, é, ao contrário, uma propriedade coletiva esperada de sistemas complexos de polímeros catalíticos e das moléculas sobre as quais atuam. A vida, em um sentido profundo, cristalizou-se como um metabolismo coletivo autorreplicante em um espaço de possíveis reações orgânicas. Se isso for verdade, então os caminhos para a vida são muitos e sua origem é profunda, porém simples.

Embora herética, essa nova teoria é robusta no sentido de que suas conclusões se aplicam a uma ampla gama de suposições sobre a química pré-biótica, sobre os tipos de polímeros envolvidos e sobre a capacidade desses polímeros de catalisar reações que transformam a si mesmos ou outros polímeros muito semelhantes. É também robusta por levar a uma nova conclusão fundamental: sistemas moleculares, em princípio, podem se reproduzir e evoluir sem possuir um genoma no sentido familiar de uma espécie molecular que replica um molde. Não é uma conclusão trivial que a variação hereditária, e consequentemente a evolução adaptativa, possa ocorrer em um sistema molecular autorreplicante sem genoma. Desde a teoria da evolução de Darwin, a descoberta dos "átomos" da hereditariedade por Mendel e a teoria do plasma germinativo de Weismann, os biólogos argumentam que a evolução requer um genoma. Falso, afirmo.

( As Origens da Ordem , 1993, p. 285)

As ideias de Kauffman sobre sistemas autocatalíticos são compartilhadas por Terrence Deacon .

Kauffman acreditava que poderia até mesmo descobrir "leis" de autoorganização. Em seu livro de 1995, " Em Casa no Universo" , ele identificou a descoberta de tais leis como uma demonstração de que a vida humana decorria diretamente dessas leis preexistentes, as quais substituiriam o sistema arbitrário e sem propósito da seleção natural darwiniana.