你可能聽說過蝴蝶效應， 通常別人會向你這樣解釋， 蝴蝶在巴西扇動一下翅膀， 就會為德克薩斯州帶來颶風， 這當然不可能！如果有數百萬隻蝴蝶， 每一隻都會引發颶風， 那整個地球就會陷入大混亂中了， 事實上， 蝴蝶效應是用來描述龐大系統中的微小變化也會導致複雜的結果。
它最初源自於1963年美國麻省理工的洛倫茲教授， 他講電腦類比的預報數值， 直接帶入到下一個預報週期的觀測值中， 循環往復， 結果發現了巨大的預報誤差， 當時數學家認為， 如果你在開始時稍微改變一點， 結果也只會改變一點， 這看起來合乎邏輯， 但系統的變化卻不是這樣。
對此我們需要引入混沌理論來解釋， 混沌理論認為系統的長期行為對初始條件的變化高度敏感， 與古典物理學描述的“發條式宇宙”不同， 現實中， 即使是宇宙中眾多物體的微小變化， 也意味著我們最初做的假設可能是錯誤的， 但這並不意味著宇宙是隨機的， 它還是受到物理定律的支配。
以大自然為例， 它可能看起來是隨機的， 但它卻受規則所支配， 這些被稱為分形的形狀向我們展示了混亂中的秩序， 這是一個無限複雜的重複模式， 看起來顯得混亂， 但實際上是有序的！我們對數學的理解越多， 就越能掌握複雜系統對微小變化的反應！
所以， 儘管我們已經構建了各種預測天氣的複雜模型， 但是， 濕氣， 灰塵等輕微變化還是會導致之前的預測失敗， 所以說， 要對天氣進行100%正確的預測幾乎是不可能的。