В 1970 году Лоренц с помощью математиков из Массачусетского технологического института Лоу Ховарда и Виллема Малкуса придумал реальную физическую систему, хоть и далёкую от настоящей метеорологии, но вполне конкретную: «мельницу», приводимую в движение тяжестью ведер с водой.

Сначала Ховард и Малкус создали водяное колесо с дырявыми ведрами.

Эдвард Лоренц усовершенствовал эксперимент. Он заполнил жидкостью тонкую кольцевую трубку, подогреваемую снизу и охлаждаемую сверху. Допустим, что в данный момент времени жидкость движется по часовой стрелке. При достаточно большой разнице температур снизу и сверху сила Архимеда становится большой и водяное колесо ускоряется настолько, что остывшая вверху часть жидкости быстро «проскакивает» горячее основание, не успев нагреться. Этот объем жидкости уже не может подняться до верха петли и приостанавливается,
поскольку сила Архимеда теперь недостаточна, чтобы преодолеть силу вязкости и гравитацию. Опускающаяся (правая) часть жидкости теплее, и поэтому легче поднимающейся. Из‐
за торможения кольца жидкость в его основании нагревается и поднимается, но уже в противоположном направлении, так как давление справа меньше, чем слева. И жидкость начинает двигаться против часовой стрелки. Потом все повторяется в обратном порядке. Поскольку величина нагрева единицы объема жидкости, скорость вращения кольца, его ускорение зависят от очень тонких деталей начального движения, при большой разности температур снизу и сверху смены направлений движения оказываются случайными (хаотичными). Так Лоренц обнаружил третье устойчивое состояние системы Ховарда —
Малкуса. Фактически, в течение длительных периодов времени вращение может менять свое направление несколько раз, никогда не достигая постоянной скорости и никогда не повторяясь
каким‐либо предсказуемым образом.