蝴蝶效應(yīng)(The Butterfly Effect)是指在一個動力系統(tǒng)中,初始條件下微小的變化能帶動整個系統(tǒng)的長期的巨大的連鎖反應(yīng)厕倍。它是一種混沌現(xiàn)象,說明了任何事物發(fā)展均存在定數(shù)與變數(shù),事物在發(fā)展過程中其發(fā)展軌跡有規(guī)律可循,同時(shí)也存在不可測的“變數(shù)”爪飘,往往還會適得其反,一個微小的變化能影響事物的發(fā)展拉背,證實(shí)了事物的發(fā)展具有復(fù)雜性师崎。
美國氣象學(xué)家愛德華·洛倫茲(Edward N.Lorenz)于1963年,在一篇提交紐約科學(xué)院的論文中分析了這個效應(yīng)椅棺。
理論由來
視頻 蝴蝶效應(yīng):引起連鎖反應(yīng)犁罩,導(dǎo)致其他系統(tǒng)的極大變化
關(guān)注
美國氣象學(xué)家愛德華·洛倫茲(Edward N.Lorenz)1963年在一篇提交紐約科學(xué)院的論文中分析了這個效應(yīng)齐蔽。“一個氣象學(xué)家提及床估,如果這個理論被證明正確含滴,一只海鷗扇動翅膀足以永遠(yuǎn)改變天氣變化∝の祝”在以后的演講和論文中他用了更加有詩意的蝴蝶谈况。對于這個效應(yīng)最常見的闡述是:“一只南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀递胧,可以在兩周以后引起美國得克薩斯州的一場龍卷風(fēng)碑韵。”其原因就是蝴蝶扇動翅膀的運(yùn)動缎脾,導(dǎo)致其身邊的空氣系統(tǒng)發(fā)生變化祝闻,并產(chǎn)生微弱的氣流,而微弱的氣流的產(chǎn)生又會引起四周空氣或其他系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的變化遗菠,由此引起一個連鎖反應(yīng)联喘,最終導(dǎo)致其他系統(tǒng)的極大變化。他稱之為混沌學(xué)辙纬。當(dāng)然豁遭,“蝴蝶效應(yīng)”主要還是關(guān)于混沌學(xué)的一個比喻。也是蝴蝶效應(yīng)的真實(shí)反應(yīng)贺拣。不起眼的一個小動作卻能引起一連串的巨大反應(yīng)堤框。
這句話的來源,是這位氣象學(xué)家制作了一個電腦程序纵柿,這個可以模擬氣候的變化蜈抓,并用圖像來表示。最后他發(fā)現(xiàn)昂儒,圖像是混沌的沟使,而且十分像一只張開雙翅的蝴蝶,因而他形象地將這一圖形以“蝴蝶扇動翅膀”的方式進(jìn)行闡釋渊跋,于是便有了上述的說法腊嗡。
羅倫茲發(fā)現(xiàn),由于誤差會以指數(shù)形式增長拾酝,在這種情況下燕少,一個微小的誤差隨著不斷推移造成了巨大的后果。后來蒿囤,羅倫茲在一次演講中提出了這一問題客们。他認(rèn)為,在大氣運(yùn)動過程中,即使各種誤差和不確定性很小底挫,也有可能在過程中將結(jié)果積累起來恒傻,經(jīng)過逐級放大,形成巨大的大氣運(yùn)動建邓。所以盈厘,長期的準(zhǔn)確預(yù)測天氣是不可能的。[1]
于是官边,羅倫茲認(rèn)定沸手,他發(fā)現(xiàn)了新的現(xiàn)象:事物發(fā)展的結(jié)果,對初始條件具有極為敏感的依賴性注簿。他于是認(rèn)定這為:“對初始值的極端不穩(wěn)定性”契吉,即:“混沌”,又稱“蝴蝶效應(yīng)”滩援。[2]
理論研究
某地上空一只小小的蝴蝶扇動翅膀而擾動了空氣,長時(shí)間后可能導(dǎo)致遙遠(yuǎn)的彼地發(fā)生一場暴風(fēng)雨塔嬉,以此比喻長時(shí)期大范圍天氣預(yù)報(bào)往往因一點(diǎn)點(diǎn)微小的因素造成難以預(yù)測的嚴(yán)重后果玩徊。微小的偏差是難以避免的,從而使長期天氣預(yù)報(bào)具有不可預(yù)測性或不準(zhǔn)確性谨究。長時(shí)期大范圍天氣預(yù)報(bào)是對于地球大氣這個復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行觀測計(jì)算與分析判斷恩袱,它受到地球大氣溫度、濕度胶哲、壓力諸多隨時(shí)隨地變化的因素的影響與制約畔塔,可想其綜合效果的預(yù)測是難以精確無誤的、蝴蝶效應(yīng)是在所難免的鸯屿。我們?nèi)祟愌芯康膶ο筮€涉及到其他復(fù)雜系統(tǒng)(包括“自然體系”與“社會體系”)澈吨,其內(nèi)部也是諸多因素交相制約錯綜復(fù)雜,其“相應(yīng)的蝴蝶效應(yīng)”也是在所難免的寄摆×吕保“今天的蝴蝶效應(yīng)”或者“廣義的蝴蝶效應(yīng)”已不限于當(dāng)初愛德華·諾頓·羅倫茲的蝴蝶效應(yīng)僅對天氣預(yù)報(bào)而言,而是一切復(fù)雜系統(tǒng)對初值極為敏感性的代名詞或同義語婶恼,其含義是:對于一切復(fù)雜系統(tǒng)桑阶,在一定的“閾值條件”下,其長時(shí)期大范圍的未來行為勾邦,對初始條件數(shù)值的微小變動或偏差極為敏感蚣录,即初值稍有變動或偏差,將導(dǎo)致未來前景的巨大差異眷篇,這往往是難以預(yù)測的或者說帶有一定的隨機(jī)萎河。
共5張
關(guān)于蝴蝶效應(yīng)
蝴蝶效應(yīng)是說,初始條件十分微小的變化經(jīng)過不斷放大,對其未來狀態(tài)會造成極其巨大的差別公壤。有些小事可以忽略换可,有些小事如經(jīng)系統(tǒng)放大,則對一個組織厦幅、一個國家來說是很重要的沾鳄,就不能忽略。
“蝴蝶效應(yīng)”的初始就是混沌的确憨,在不準(zhǔn)確或者說是不精確中產(chǎn)生的译荞,所以什么樣的可能都會發(fā)生。
蝴蝶效應(yīng)是混沌學(xué)理論中的一個概念休弃。它是指對初始條件敏感性的一種依賴現(xiàn)象:輸入端微小的差別會迅速放大到輸出端吞歼,蝴蝶效應(yīng)在經(jīng)濟(jì)生活中比比皆是。
科學(xué)家給混沌下的定義是:混沌是指發(fā)生在確定性系統(tǒng)中的貌似隨機(jī)的不規(guī)則運(yùn)動塔猾,一個確定性理論描述的系統(tǒng)篙骡,其行為卻表現(xiàn)為不確定性一不可重復(fù)、不可預(yù)測丈甸,這就是混沌現(xiàn)象糯俗。進(jìn)一步研究表明,混沌是非線性動力系統(tǒng)的固有特性睦擂,是非線性系統(tǒng)普遍存在的現(xiàn)象得湘。牛頓確定性理論能夠完美處理的多為線性系統(tǒng),而線性系統(tǒng)大多是由非線性系統(tǒng)簡化來的顿仇。因此淘正,在現(xiàn)實(shí)生活和實(shí)際工程技術(shù)問題中,混沌是無處不在的臼闻。從洛倫茨第一次發(fā)現(xiàn)混沌現(xiàn)象至今鸿吆,關(guān)于混沌的研究一直是科學(xué)家、社會學(xué)家述呐、人文學(xué)家所關(guān)注的伞剑。研究混沌,其實(shí)就是發(fā)現(xiàn)無序中的有序市埋,但今天的世界仍存在著太多的無法預(yù)測黎泣,混沌,這個話題也必將成為全人類性的問題缤谎。在此抒倚,由于知識有限,我們只是做了極其膚淺的介紹和引入坷澡,希望有更多人能走進(jìn)混沌之門托呕,以更深邃的眼光來審視這個世界。今后或許能致力于此方面的研究。
實(shí)際應(yīng)用
社會方面
蝴蝶效應(yīng)通常用于天氣项郊、股票市場等在一定時(shí)段難以預(yù)測的比較復(fù)雜的系統(tǒng)中馅扣。如果這個差異越來越大,那這個差距就會形成很大的破壞力着降。這就是為什么天氣或者是股票市場會有崩盤和不可預(yù)測的自然災(zāi)害差油。
洛倫斯吸引子——蝴蝶效應(yīng)的理論基礎(chǔ)
蝴蝶效應(yīng)在社會學(xué)界用來說明:一個微小的機(jī)制,如果不加以及時(shí)地引導(dǎo)任洞、調(diào)節(jié)蓄喇,可能會給社會帶來非常大的危害,戲稱為“龍卷風(fēng)”或“風(fēng)暴”交掏;一個微小的機(jī)制妆偏,只要正確指引,經(jīng)過一段時(shí)間的努力盅弛,將有可能會產(chǎn)生轟動效應(yīng)钱骂,或稱為“革命”。
蝴蝶效應(yīng)在心理學(xué)方面的應(yīng)用:蝴蝶效應(yīng)指一件表面上看來毫無關(guān)系挪鹏、非常微小的事情见秽,可能帶來巨大的改變。此效應(yīng)說明狰住,事物發(fā)展的結(jié)果张吉,對初始條件具有極為敏感的依賴性齿梁,初始條件的極小偏差催植,將會引起結(jié)果的極大差異。當(dāng)一個人小時(shí)候受到微小的心理刺激勺择,長大后這個刺激會被放大创南,電影《蝴蝶效應(yīng)》中作了精彩詮釋。