نظرية الكارثة فرع من نظرية التشعّب في دراسة الأنظمة الديناميكية، وضعها رينيه ثوم، وتتعامل مع الحالات التي يؤدي فيها تغيير صغير ومستمر في المعطيات إلى تغيّر مفاجئ أو غير مستمر في سلوك النظام، وقد طُوّرت لاحقًا لتشمل تطبيقات أوسع في السبعينات.
نظرية الشواش نظرية رياضية وفيزيائية تدرس الأنظمة الديناميكية اللاخطية التي تظهر سلوكاً عشوائياً ظاهرياً رغم خضوعها لقواعد محددة. تقوم الفكرة الأساسية على الحساسية الشديدة للشروط البدئية، حيث يمكن لاختلاف صغير جداً في البداية أن يؤدي إلى نتائج بعيدة ومختلفة، وهي الظاهرة المعروفة بتأثير الفراشة. ارتبط تأسيسها بأبحاث عالم الأرصاد إدوارد لورنز في نماذج الطقس، حين لاحظ أن التقريب الرقمي البسيط يغير مسار التنبؤات تغيراً كبيراً. تسعى النظرية إلى كشف النظام الكامن داخل الفوضى الظاهرة، وتستخدم في دراسة الطقس والموائع والنظام الشمسي والأسواق والتزايد السكاني، مع اعتماد مفاهيم مثل الجواذب الغريبة ومخططات الطور.
