Kaos Kuramı ya da Kargaşa Kuramı olarak da bilinmektedir. Evrendeki düzensizliklerin aslında düzenli olduğunu öngören bir teoridir. Yapısal açıdan bir fizik teorisi ya da matematiksel bir tümevarım değildir. Fiziksel gerçeklik parçalarının bir bütün olarak eğilimini açıklamaya yarayan bir yöntemdir.
Örnek vermemiz gerekirse: bir sigara dumanının havada yaptığı şekiller düzensizdir. Tamamen rastlantısal olarak hareket eder. Bir teorik fizikçi, dumanın bu dinamiğinin aslında ortamdaki birçok parametre ve etken ile belirlendiğini savunur. Ancak girdiler ve parametreler o kadar çoktur ki bu konuda net bir kanıya varmak neredeyse imkansızdır. Girdilerin bu denli değişken olmasının temel sebebi o girdilerin aynı zamanda çıktı olmasıdır. Duman örneğine geri dönecek olursa; dumanın hareketine hafif bir hava akımı sebep olur. Ancak hava akımı aslında odanın başka yerindeki bir sıcaklık değişikliği ve basınç farkının neden olduğu bir harekettir. Çok sayıda girdinin sürekli değişerek fiziksel değişimler ve değişik düzenler yaratması, bu yeni düzenlerinin yine kendisini etkilemesi kaos teorisi olarak adlandırılır. Buradaki önemli nokta; tüm bu süreçlerin gözlem ve bilimsel tahminlerle öngörülememesidir. Dolayısıyla bu durum kaos olarak nitelendirilmektedir. Halbuki bilim adamları tüm bu değişimlere neden olan fiziksel yasalara ve matematiksel açıklamalara hakimdir. Yani düzen ve kaosun birbiri ile alakalı olduğunu söylemek mümkündür. Fakat fiziksel yasalar ne kadar basit olursa olsun sonuç çok fazla karmaşık veya rastlantısal olabilmektedir.
Kaos teorisinin getirdiği en önemli değişikliklerden biri kestirilemez determinizmdir. Determinizm evrenin kurulmuş bir saat gibi çalıştığını, olayların önceden görülebileceğini, bütün her şeyin hesaplanabilir olduğunu öngören bir bakış açısıdır. Kaos teorisi, düzensizlerin öngörülebilir nedenleri olduğunu düşünerek determinizme hizmet etmektedir. Sistemin yapısı çok iyi modellenmiş olsa dahi, yapılan en ufak bir hata tamamen farklı sonuçlara yol açabilmektedir. Bu duruma “başlangıç koşullarına duyarlılık” denir. Bu özellik sebebiyle sistem nedensel olarak çalışsa da, uzun vadeli doğru tahminler yapılamamaktadır.
Düzensizlik çok karmaşık bir kavramdır. Herhangi bir şablona uymayan, matematiksel işlemlerle çözülemeyen olayların tamamı düzensizdir. Ancak olaylar, diğer bir değişle vakalar grafiklere dökülebilir. Evrendeki düzensiz olayları grafiğe döktüğümüzde ortaya anlamsız ancak bir şeyler anlatıyormuş gibi görünen şekiller çıkmaktadır. Kaos teorisi “garip çekerler” adı verilen ve grafikleri bu şekilde etkileyen durumları, determinizme bir delil olarak göstermektedir. Kaos teorisi, bir koşula hassas bağlılık ve belirsizlik kuramını bir arada kullanarak bu tip düzensiz olayların matematiksel fonksiyonlara sahip olduğunu iddia etmektedir.
