O efeito borboleta é a noção de que um pequeno fator inicial pode ter um papel na determinação de mudanças maiores e imprevisíveis em sistemas grandes e complexos. O conceito do efeito borboleta é de uma palestra de 1972 do meteorologista Edward Lorenz entitulada "Predictability: Será que a aba de uma borboleta no Brasil faz um Tornado no Texas?" A idéia de que uma borboleta batendo suas asas poderia afetar sistemas meteorológicos em um lugar distante ilustra não apenas a complexidade de prever o tempo, mas também a dificuldade de fazer previsões em sistemas caóticos ou complexos em geral.
Para contrariar a imprevisibilidade de sistemas complexos, Lorenz recomendou o uso de múltiplos modelos preditivos. Ao invés de tentar simular o efeito de um sistema meteorológico a partir dos melhores esforços na entrada de dados em suas condições iniciais, Lorenz fez uma média de um número de execuções paralelas da simulação. Em cada uma das execuções, as condições iniciais de início poderiam ser modificadas. Esta abordagem provou ser suficientemente eficaz para ainda hoje ser usada pelos meteorologistas. Lorenz é visto como um dos primeiros experimentadores no campo da teoria do caos.
O efeito borboleta é importante porque descreve como as imprecisões das medições humanas e as falhas em responder por todos os fatores causais iniciais tornam as previsões de sistemas complexos, como o clima, demasiado caóticas para simulações ou previsões fáceis. O efeito borboleta desempenha um papel na teoria do caos, que lida com a imprevisibilidade de sistemas complexos e está frequentemente ligado à teoria quântica. Conceitos como o efeito borboleta colocam em questão a provável interpretação mecânica determinista do universo.
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