UKŁADY ZŁOŻONE
„Znając części nie jesteśmy w stanie przewidzieć zachowania całości, obserwując całość nie możemy poznać elementów składowych.”
Ta zasada odzwierciedla sens układu złożonego. Układem takim może być zarówno obiekt fizyczny w postaci kryształu lub cieczy jak i organizm żywy lub społeczeństwo. Istotne jest, że oddziaływania między elementami składowymi układu złożonego prowadzą do nowej cechy takiego układu, która nie jest obecna w pojedynczych elementach (na przykład spontaniczna magnetyzacja lub zjawisko turbulencji). Nie obowiązuje więc tutaj zasada superpozycji i zachowanie układu ma charakter nieliniowy.
Do znanych zjawisk nieliniowych należy chaos deterministyczny, gdy pomimo deterministycznego charakteru równań ruchu nie można przewidzieć stanu układu w dalszej przyszłości. Zjawisko to obserwowane jest zarówno w prostych układach mechanicznych (pobudzane periodycznie wahadło) jak i w ruchu płynów. Efekt ten wykorzystywany jest w praktyce przy sterowaniu i kontroli procesów mieszania lepkich cieczy wieloskładnikowych oraz przebiegu złożonych reakcji chemicznych w reaktorach chemicznych.
Do układów złożonych zalicza się również układy o pozornie prostej strukturze (opisane prostymi równaniami ruchu) lecz obdarzone czułością na warunki początkowe. Czułość ta wynika z nieliniowości tych układów i prowadzi do niestabilności rozwiązań równań ruchu. Przykładem koronnym takich układów złożonych jest dynamika populacji owadów (równanie logistyczne), która jak wiadomo bywa niezmiernie skomplikowana. Znaczenie tej klasy układów złożonych polega na ich uniwersalności. Wspomniane równanie logistyczne okazuje się opisywać własności bardzo wielu układów w przeróżnych dziedzinach od fizyki poprzez chemię aż po zjawiska w biologii i medycynie.
Układy złożone często cechuje występowanie zjawiska samoorganizacji, czyli zdolności do spontanicznego powstawania uporządkowanych struktur lub wytwarzania zespołu samoregulujących się funkcji
Staje się coraz bardziej widoczne, że fizyka układów złożonych wnosi istotny wkład do wielu dziedzin nauki i techniki często stając się zalążkiem nowych paradygmatów w tych dziedzinach, np. badania szeregów czasowych z rynku papierów wartościowych prowadzą do oszacowania ryzyka inwestycyjnego zakupu określonej akcji.