2022-10-18

混沌理論起源于自然領(lǐng)域的學(xué)者對(duì)于大自然許多不可解釋與預(yù)期現(xiàn)象的一種詮釋澈蟆,對(duì)于復(fù)雜多變的宇宙事物,甚至于社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域卓研,都是這一派學(xué)者所追求的主要課題趴俘。這些不同向度的系統(tǒng),都具有共同的特性奏赘,也就是它們?cè)谧兓療o常的演繹背后寥闪,呈現(xiàn)出某種無法理解的不確定規(guī)則。而混沌理論的學(xué)者磨淌,就是試圖去了解與掌握這些存在于秩序疲憋、復(fù)雜與混沌邊緣的變動(dòng)原理。

中國的《禮記·經(jīng)解》說過:“君子慎始伦糯,差若毫厘柜某,謬以千里嗽元。”這本是警世之言喂击,類似的現(xiàn)象也常發(fā)生在科學(xué)領(lǐng)域之中剂癌,例如1962年發(fā)現(xiàn)的“蝴蝶效應(yīng)”。

愛德華·諾頓·羅倫茲(圖1)翰绊,美國的氣象學(xué)家佩谷,被稱為混沌理論之父,也是“蝴蝶效應(yīng)”的發(fā)現(xiàn)者监嗜。他自小喜歡科學(xué)谐檀,最感興趣的就是天氣變化。1938年他從達(dá)特茅斯學(xué)院畢業(yè)裁奇,1940年進(jìn)入哈佛大學(xué)獲得數(shù)學(xué)第二專業(yè)的學(xué)位桐猬,“二戰(zhàn)”期間,作為氣象預(yù)報(bào)員刽肠,在美國陸軍航空兵團(tuán)服役溃肪。1943年獲得麻省理工學(xué)院理科碩士學(xué)位后,羅倫茲留校任教并從事氣象研究音五,“蝴蝶效應(yīng)”的發(fā)現(xiàn)就從這里開始惫撰。

為了研究全球氣象規(guī)律,羅倫茲提出了一個(gè)簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)模型躺涝,這是一個(gè)具有三個(gè)變量的微分方程厨钻,后來被稱為羅倫茲方程。根據(jù)這個(gè)方程組坚嗜,他使用計(jì)算機(jī)對(duì)全球天氣進(jìn)行模擬運(yùn)算夯膀。一開始,他在方程的初始條件中惶傻,輸入了一個(gè)只保留到小數(shù)點(diǎn)后第三位的數(shù)據(jù)棍郎,即0.506其障,得出了一個(gè)氣象的預(yù)測(cè)結(jié)果银室。為了找到更精確的結(jié)果,他又把這個(gè)初始數(shù)據(jù)增加到小數(shù)點(diǎn)后的第六位励翼,即0.506127蜈敢,希望預(yù)測(cè)得更準(zhǔn)確些。由于計(jì)算機(jī)運(yùn)算要等待一段時(shí)間汽抚,他出去喝了一杯咖啡抓狭。等他回來時(shí),出乎意料的事情發(fā)生了造烁,新的結(jié)果與他的期望大相徑庭否过,不僅沒有更精確午笛,反而面目全非。他重新檢查了方程與數(shù)據(jù)苗桂,甚至連計(jì)算機(jī)也檢查了一遍药磺,一切運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

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