Hoe "weet" een bliksem wat het hoogste punt is?

Mijn vermoeden is dat je bij het stellen van deze vraag niet zozeer geïnteresseerd bent in bliksem als wel in waarom dynamische processen op een bepaalde manier verlopen.
De vraag "Hoe 'weet' bliksem waar het hoogste punt is?" komt daarmee feitelijk neer op eenzelfde vraag als "Hoe 'weet' een balletje waar de helling het steilst is?" of "Hoe 'weet' een vlam dat deze zich op moet richten?"
Het antwoord op al deze vragen heeft een gemeenschappelijke oorsprong, maar zal op het eerste gezicht vermoedelijk allerminst bevallen.
Natuurlijk heeft bliksem geen kennis van het hoogste punt, maar dit gedrag zit op subtiele wijze in de vergelijkingen van de elektrodynamica verscholen.
Er is een elektromagnetisch veld in de lucht aanwezig waarlangs de bliksem zich beweegt. Tijdens deze beweging zal deze de weg van de minste weerstand kiezen.
Logischerwijs is de weg van de minste weerstand diegene die door een hoog geleidend object loopt. De aanwezigheid van dit object beïnvloedt het elektromagnetisch veld in de lucht en daarmee het pad wat de bliksem zal volgen.
Merk op dat we hiermee nog steeds geen antwoord op de eigenlijk vraag hebben: "Waarom beweegt de bliksem langs deze weg?". Dit heeft te maken met het actieprincipe: Gegeven een dynamisch systeem in coördinaten q(t) (het gevolgde pad als functie van de tijd).
Dan is er met dat systeem een Lagrangiaan L(q, q', t) geassocieerd, waarbij q' de tijdsafgeleide van q is. (q, q') is het pad van het systeem in de faseruimte.
Uit de Lagrangiaan vormen we de actie S, een functionaal van het pad q gegeven door een tijdsintegraal over de Lagrangiaan: S(q) = integraal van t1 tot t2 over L(q,q',t) dt.
Het actieprincipe is de claim dat de variatieafgeleide van S verdwijnt: delta(S) = 0; Ofwel, dat het pad q, gevolgd door het systeem, stationair is tot op eerste orde.
Uiteindelijk komt alle begrip over modellen van natuurkundige systemen neer op het vinden van oplossingen q, zodat delta(S)(q) = 0. Het enige waarin de onderdelen van de natuurkunde verschillen is de keuze van L. Ofwel, de keuze van te beschouwen systeem.
Het verdient opmerking dat het actieprincipe geen absoluut principe is, maar eerder een wetmatigheid waar men tot op heden nog geen tegenvoorbeeld van heeft waargenomen. Daarentegen is het een bijzonder simpel en krachtig principe waarmee alle natuurkundige systemen kunnen worden begrepen. Helaas is de Lagrangiaan vaak gecompliceerd en zorgt dit voor moeilijk op te lossen bewegingsvergelijkingen: delta(S) = 0.