关于奇怪吸引子的特点

合集下载

吸引子与混沌现象的数学描述

吸引子与混沌现象的数学描述

吸引子与混沌现象的数学描述在现代科学中,吸引子和混沌现象是两个非常重要的概念。

这两个概念在本质上都是基于数学模型的,指的是某些动态系统在一定条件下呈现出的复杂动态行为。

虽然吸引子和混沌现象是两个不同的概念,但它们却具有相似的数学描述方法。

一、吸引子在动态系统中,吸引子指的是某个点或一组点在一定条件下的稳定性状态。

如果一个点在一定条件下始终向一个特定的状态靠近,那么这个状态就是吸引子。

这个状态可以是一个点、一条线、一个形状或者是一个集合。

举个例子:我们可以把一个摆放在斜面上的球看作是一个动态系统,斜面的角度和球的初速度是这个系统的两个参数。

在这个系统中,球的状态可以用球的位置和速度来表示。

如果斜面的角度和球的初速度固定不变,那么球将一直在重力的作用下沿着斜面滚动,最终停在特定的位置。

这个停止的位置就是球的吸引子,它是这个系统的一个稳定状态。

吸引子的数学表示方法可以用动态系统的微分方程或离散映射来描述。

比如在上面的斜面球的例子中,可以用牛顿第二定律和库仑摩擦定律来描述。

二、混沌现象混沌现象是指一些动态系统在一定条件下表现出的异常复杂的行为,这种复杂性不是由于随机变量所引起的,而是由于系统的初值极其敏感所引起的。

混沌现象的一般表现是系统的状态在时间上呈现出无规则的、长期的、非周期性的改变。

混沌现象是非线性动力学的重要表现形式,主要由一些分形结构和奇异吸引子所构成。

分形结构是指在任何尺度上都有相似形式的结构,也就是“自相似”的结构;奇异吸引子指的是一个吸引子的形状复杂、带有分形性质的吸引子。

混沌现象虽然看上去很难理解,但是它却具有重要的应用价值。

比如,混沌现象的产生是由于系统的初值过于微小的变化造成的,这使得混沌现象被广泛用于编码和加密保密等领域。

混沌现象的数学描述方法主要有三种:Lyapunov指数、Poincare截面和吸引子的分形特性。

其中,Lyapunov指数是用来描述动态系统对初始条件的敏感度;Poincare截面是指在一个高维空间中,通过给定的截面来观察系统的状态变化;吸引子的分形特性是指吸引子的形状具有分形特性,也就是不管放大多少倍,都具有相似的形状。

波洛茨吸引子中在x坐标上

波洛茨吸引子中在x坐标上

波洛茨吸引子中在x坐标上波洛茨吸引子是一种数学上的概念,它的名称来自于波洛茨(Bolzano)这个地名。

波洛茨吸引子是一种奇妙的现象,它展现了数学中的美妙和复杂性。

在x坐标上,波洛茨吸引子的特点和性质令人惊叹。

波洛茨吸引子的定义是一种自相似的图形,它是由一系列的线段构成的。

这些线段的长度是递减的,并且每个线段的起点都连接到前一个线段的终点,形成了一个闭合的图形。

在x坐标上,波洛茨吸引子的特点是非常有规律的。

波洛茨吸引子的x坐标上的图形是连续的,没有任何间隙。

这意味着图形上的每个点都有一个对应的x坐标值。

这种连续性使得波洛茨吸引子在数学研究和应用中具有重要意义。

波洛茨吸引子在x坐标上的形状是非常复杂的。

尽管它由简单的线段构成,但这些线段之间的关系非常复杂,形成了一个错综复杂的网络。

在x坐标上观察,波洛茨吸引子的形状看起来像是一条曲线,但实际上它是由无数个线段组成的。

波洛茨吸引子在x坐标上的特点还包括它的尺寸和维度。

波洛茨吸引子的尺寸是无限的,它可以无限地延伸。

而且,波洛茨吸引子的维度是分数维的,这意味着它的维度介于一维和二维之间。

这种分数维度使得波洛茨吸引子在几何学和拓扑学中具有独特的地位。

除了这些基本特点之外,波洛茨吸引子在x坐标上还有一些令人惊奇的性质。

例如,波洛茨吸引子是自相似的,这意味着它的形状在不同的尺度下都是相似的。

这种自相似性使得波洛茨吸引子在图像压缩和数据压缩等领域具有重要应用。

波洛茨吸引子还具有分形特性。

分形是一种在不同尺度下都具有相似性的图形,而波洛茨吸引子正是一个典型的分形。

分形的研究已经成为现代数学的一个重要领域,并在许多科学和工程应用中发挥着重要作用。

总的来说,波洛茨吸引子在x坐标上的特点和性质令人着迷。

它的连续性、复杂性、尺寸和维度等特点使得波洛茨吸引子成为数学研究和应用中的重要对象。

同时,波洛茨吸引子的自相似性和分形特性也使得它在图像处理和数据压缩等领域具有广泛的应用。

洛伦兹吸引子与蝴蝶效应

洛伦兹吸引子与蝴蝶效应

洛伦兹吸引子与蝴蝶效应
洛伦兹吸引子(Lorenz attractor)和蝴蝶效应(butterfly effect)都涉及到混沌理论,是对于动力学系统中非线性行为的描述。

洛伦兹吸引子:
1.定义:洛伦兹吸引子是由美国气象学家爱德华·洛伦兹(Edward Lorenz)在研究大气环流时发现的一种奇特的轨迹。

2.特点:洛伦兹吸引子呈现出三维空间中的螺旋形状,是一个混沌系统的吸引态。

这个轨迹表现为系统在相空间中的吸引性结构,表现出对初始条件敏感性,即微小的初始条件变化可能导致系统演化到完全不同的状态。

3.意义:洛伦兹吸引子的发现揭示了混沌理论的一个核心概念,即相对较小的初始条件变化可能导致系统行为的极大变化。

这对于天气预测等领域具有重要的理论和实际意义。

蝴蝶效应:
1.定义:蝴蝶效应是混沌理论中的一个概念,最初由气象学家爱德华·洛伦兹提出。

这个概念表明,一个在某地拍动翅膀的蝴蝶,可能会引起远处某地的气象系统发生微小变化,从而在长期内影响大气的演变。

2.特点:蝴蝶效应强调了非线性动力学系统中微小的初始条件变化可能引起系统行为的巨大不同。

即便是微小的扰动,经过时间的演化,也可能导致系统走向完全不同的轨迹。

3.例子:一个经典的蝴蝶效应的例子是,巴西亚马逊雨林的一只蝴蝶在某一时刻拍动翅膀,可能会引发一系列气象变化,最终可能导致美国得克萨斯州的天气发生变化。

总体来说,洛伦兹吸引子和蝴蝶效应都强调了非线性系统中初始条件的敏感性,使得微小的扰动可能对系统的演化产生巨大影响,这在天气预测、气象学和动力学系统的理解中具有深远的意义。

duffing振子奇怪吸引子的简单胞映射计算

duffing振子奇怪吸引子的简单胞映射计算

duffing振子奇怪吸引子的简单胞
映射计算
Duffing振子奇怪吸引子的简单胞映射计算是一种用于求解 Duffing 振子方程的数值计算方法,它通过将Duffing 振子方程简化为一维离散时间动力学系统(基于胞映射)来求解。

胞映射计算是一种几何分析方法,可以将复杂的微分方程组转换为一维或二维离散时间动力学系统,然后计算其特征集。

Duffing 振子方程本身是一个二阶非线性微分方程,其解决方案要求使用复杂的数值技术,例如 Runge-Kutta 步骤。

由于 Duffing 振子中包含的非线性项,因此必须使用大量的数值迭代来求解该方程。

胞映射计算可以避免这些大量的迭代,因为它将Duffing 振子方程转换为一维离散时间动力学系统,可以使用几何分析方法来求解该系统。

通过对 Duffing 振子方程进行简化,可以轻松地回答有关振子解决方案的问题,例如稳定性、周期性和交叉。

这种胞映射方法还可以用于描述奇怪吸引子的形状,其中Duffing振子的参数不断变化。

将混沌吸引子说清楚来,太精彩了

将混沌吸引子说清楚来,太精彩了

将混沌吸引子说清楚来,太精彩了"吸引子分为三类:第一类是最简单的吸引子,可以称为定点吸引子或不动点吸引子。

海纳百川,大海就是百川的定点吸引子;落叶归根,树根是一个定点吸引子;热力学系统的平衡态是该系统的定点吸引子。

在相空间中,定点吸引子是一个点,它将周围的轨道全部吸引过来。

第二类是所谓极限环吸引子。

这是比较高级的吸引子。

系统在远离平衡态时,经过若干分叉点之后,由于自组织作用,系统可以进入一个规则而又稳定的周期震荡状态。

极限环吸引子在相空间中是一个封闭的环,它将周围的轨道吸引到这个周期性的循环之中。

这两类吸引子分别描述了系统的两类不同的长期行为:周期性的重复某种运动系列。

其中第二类吸引子正是普里戈金的耗散结构模型所致力于描述的。

它揭示了在非线性系统中,自组织如何从无序中创造出有序结构。

但是,如果系统进一步分叉,更加远离平衡态,有可能达到一种新的稳定态,即第三类吸引子,即各种环面的吸引子。

这种吸引子被称为奇异吸引子或混沌吸引子。

奇异吸引子就是混沌,混沌就是奇异吸引子。

它仍然表征着系统的稳定定态。

它们并不与周期变化相对应,但是,系统从任一初始状态出发,最终都会演化到"相空间"的某一局域上。

混沌吸引子与一般吸引子不同,混沌现象的轨线进入吸引子后,两条距离非常近的轨线将发生指数分离,而两个状态点也迅速分开,此时,吸引子外的所有运动轨线都将进入吸引子之内,而内部的轨线又迅速分开。

从吸引子外部看,是聚集的过程;从吸引子内部看,是分散的过程。

系统在宏观演化上是有规律可循的,而从微观上看,我们又无法指出系统具体的演化轨道。

系统对初始条件依赖的敏感性,使系统运动出现随机偶然性的特点。

"上述整段话,就是从数学语言翻译出来的日常语言同,这个日常语言讲清楚了混沌吸引子吗?所谓"道理是什么"就是指这个道理对应什么现实情况,道理本质是什么,就是更深刻地谈道理,谈出道理的为什么来。

奇怪吸引子与分形

奇怪吸引子与分形

奇怪吸引子与分形混沌运动是确定性非线性系统所特有的复杂运动形态,出现在某些耗散系统、不可积Hamilton保守系统和非线性离散映射系统中(原来我们认为只有在保守系统才存在时间反演操作——时间平移不变性,因为与保守系统对应的描述方程是确定的,而且满足T变换守恒。

现在我们发现,在保守系统出现混沌时,由于对初值的极敏感性,同宿点有无穷多个,系统演化沿 +t方向和沿 -t 方向的结果将不一致,这说明在混沌系统中一个无穷小区域内,物理规律对时间的方向具有选择性,即出现了不可逆行为,这对理解宏观系统中的时间箭头问题多少有一点启发)。

对应于混沌运动的物理过程的一个抽象数学概念,也称为奇怪吸引子,由法国物理学家D.吕埃尔和F.泰肯在1970年左右引入。

所有的运动系统,不管是混沌的还是非混沌的,都以吸引子为基础,它因具有倾向于把一个系统或一个方程吸引到某一个终态或终态的某种模式而得名。

吸引子可以区分为平庸吸引子和奇异吸引子两类。

平庸吸引子具有不动点、极限环和整数维的环面三种模式,分别对应于非混沌系统中的平衡、周期运动和概周期运动三种有序稳态运动形态。

例如,一个孤立的单摆运动,将因摩擦而不断损失能量,最后停止在一个点上,可认为这个系统受一个“不动点吸引子”的控制。

一切不属于平庸的吸引子都称为奇异吸引子,对应于混沌系统中非周期的、貌似无规律的无序稳态运动形态。

例如,气候就是天气系统的奇异吸引子,由于大气过程的复杂性和不断地受太阳热量等外力的驱使,导致气候不可能被吸引到一个固定点或者一个周期性的模式中。

科学家在研究混沌时常常通过编制程序和在计算机上解出基本方程而由机器把奇异吸引子画出来,并且将其物化为颜色多样和形状奇异的模式。

科学家们通过对奇异吸引子的探索想搞清楚,在一个混沌系统中,什么样的状态可以存在,什么样的状态不能存在。

奇异吸引子是混沌运动的主要特征之一。

奇异吸引子的出现与系统中包含某种不稳定性(不同于轨道不稳定性和李雅普诺夫不稳定性)有着密切关系,它具有不同属性的内外两种方向:在奇异吸引子外的一切运动都趋向(吸引)到吸引子,属于“稳定”的方向;一切到达奇异吸引子内的运动都互相排斥,对应于“不稳定”方向。

奇怪吸引子

奇怪吸引子

1.流体中的不稳定性
倍周期分岔普遍性
实验结果证明,倍周期分岔不仅在平方映射中存在,而且在真实的物理学系 统中也会出现。受利布沙伯成功检测到倍周期分岔的启发,许多学者在不同 类型的动力系统中去寻找倍周期分岔现象。 倍周期分岔现象在 LCR 振荡、激光振荡、化学反应等许多过程中都相继
得到了证实,说明了倍周期分岔是存在于许多动力学过程中的一种普遍现象。
对流翻动。
2.洛伦兹方程
C1与 C2的稳定性
稳定性证明:洛伦兹方程可写成行列式:
- x r - z y z y 0 x - 1 - x y x -b z
对原点 x = y = z = 0 附近作线性化处理,即在原点附近有:
1.李雅普诺夫指数
奇怪吸引子
取 =2.1 , 并 取 有 较 大 差 别 的 三 个 初 始 值 x01 =0.08 , x02=0.12, x03=0.16。运算结果如左图,经过五次迭代,三个运算结果趋于一致, ~045. 取 =3.7,取差别很小两个初始值 x01 =0.04,x02=0.05。运算结果 如右图,第二迭代差别就已显示出来,以后虽在第七次迭代时很接近, 但随后又快速分离开来。
2.洛伦兹方程
洛伦兹的设想
2.洛伦兹方程
洛伦兹的设想
60年代初,美国数学家洛伦兹 (E.Lorens)在气象部门工作。他把将大气对 流与贝纳德液体对流联系起来,想用数值方法进行长期天气预报。
2.洛伦兹方程
洛伦兹方程
洛伦兹利用流体力学中的纳维叶-斯托克斯(Navier-Stokes)方程、热传导方程 和连续性方程,处理贝耐特对流,推导出描述大气对流的微分方程,即著名 的洛伦兹方程。

分岔与奇怪吸引子

分岔与奇怪吸引子

1 2 1 / 2 l3 b l 1 ) [ ( 1 ) 4 r ] 1 , 2 2
在 0< r <1 范围内,所有根 l<0 ,坐标原点是稳定的。
2.洛伦兹方程
C1与 C2的稳定性
当 r >1, 坐标原点为鞍点,两个新平衡点 C1与 C2是稳定的焦点,它们是与 邻域螺旋线的吸引点,如图所示。 C1、C2 坐标为:
其中xz与 xy 是非线性项,求导对无量纲时间 进行的:
2 D 2 T ( 1k2) t d
2.洛伦兹方程
洛伦兹方程的耗散性质
证明: 在x,y,z的三维相空间,取一个闭合曲面。曲面所包围的体积V 随时间的变 化与其中代表点的运动有如下关系:
d dV d d dV x y z dt V dx dy dz
1.流体中的不稳定性
瑞利数
1916年,英国学者瑞利对贝纳德实验作了解释。认为是浮力和粘滞力间 的关系决定液体向上运动。由此定义了一个无量纲参数R (瑞利数) :
ga T d3 R h D T
g-为重力加速度,a-为热胀系数,d-两块板间距,h-粘滞系数,DT-扩散系数。 瑞利数 R与温度差成正比,温度差加大时R值增 加,有一临界值 RC,当 R 超过RC时,流体出现翻 动与对流,称为贝纳德不稳定性。临界值RC为:
r rc 时,这时将出现一次霍夫分岔,平衡点C1与C2发展成奇怪吸引子。
第四节
李雅普诺夫指数与奇怪吸引子
1. 李雅普诺夫指数 2. 埃侬映射与埃侬吸引子 3. 洛伦兹吸引子 4. 巴克尔变换与罗斯勒吸引子
1.李雅普诺夫指数
奇怪吸引子
吸引子 能量耗散系统最终收缩到的一种定常状 态。这是一个动力系统在t →∞时所呈现的与时 间无关的定态,并且不管选取什么样的初始值 其终值的定态只有一个,也就是说终值与初始 值无关。这类吸引子也称平庸吸引子。 如:阻尼单摆有不动点吸引子,范德玻耳方 程有极限环吸引子,等等。 奇怪吸引子 相对于平庸吸引子而言,它们的 特点之一是终态值与初始值密切相关,或者说 对初始值具有极端敏感性;初始取值的细微差 别可能会导致完全不同的结果,这时的吸引子 毫无周期可言,即所谓混沌。

fxd3-3奇怪吸引子

fxd3-3奇怪吸引子

1.相体积的收缩
保守系统与非保守系统
有能量损失的耗散系统的相空间在运动中逐渐减小,在t→∞时 趋向于零。因而有吸引域,并形成吸引子。 保守系统的相空间是守恒的
2 奇怪吸引子
吸引子 能量耗散系统最终收缩到的一种定常状
态。这是一个动力系统在t →∞时所呈现的与时
间无关的定态,并且不管选取什么样的初始值 其终值的定态只有一个,也就是说终值与初始 值无关。这类吸引子也称平庸吸引子。
第三节 奇怪吸引子
1.相体积的收缩 2.奇怪吸引子 3.庞加莱截面法
1.相体积的收缩
x f (x)
n
V (x0,t) xi (x0, t) i 1

xi
(பைடு நூலகம்
x0
,
t
)

[
xi
(x0 xi
,
t
)
]x0

xi
0
( xi ) t

[ xi
(
xi
( x0 t
,
t
)
)]x0
• 人们将时间上的连续运动转变为离散 的图象处理方法称为庞加莱映射。
3.庞加莱截面法
庞加莱截面与轨线运动
单周期运动,轨线每次重复地运行在原有轨道上,它总是在截面的同一位 置穿过,截面上只留下一个点。 两倍周期运动,每个周期内相轨线两在不同位置穿过,截面上留下两个点; 四周期运动,每个周期内相轨线四次在不同位置穿过,截面上留下四个点; 无周期运动,截面上将出现留下无穷多点。
右下角是庞加莱截面图,图形 不仅简单得多,而且显示出某 种结构。由庞加莱截面图可见, 转子的相轨线尽管极其复杂, 但它不是毫无规律的,而是具 有某种内在的规律性在内。

企业文化在组织进化中的“吸引子”效应分析

企业文化在组织进化中的“吸引子”效应分析

企业文化在组织进化中的“吸引子”效应分析一、混沌理论中的吸引子吸引子是混沌理论中的一个重要概念。

用数学语言描述,吸引子是指一个系统的时间运行轨道渐进地收敛到的—‘系列点集。

换句话说,吸引子是指一个系统在不受外界干扰的情况下最终趋向的一种稳定行为形式。

吸引子具有初值敏感性和稳定性两个重要特征。

初值敏感性包含着两层含义。

(1)复杂系统的发展历史对于理解当前的现状很关键,这意味着两个初始条件相似的复杂系统可以有不同的结果;(2)在一个系统内,微观层次的行为在时间上是不可预测的。

行为的突然改变被称为蝴蝶效应。

一个吸引子代表着复杂系统一个稳定的模式。

稳定是非线性系统的第二个性质。

一个复杂系统即使经历了猛烈的环境干扰以后,还是试图回到以前的吸引子。

这种稳定性对决定系统的适应性有所帮助,比如说系统的弹性或者消化变化和干扰仍然保持原来的基本模式的性质。

经典动力学中告诉我们有三种类型的吸引子。

一种是稳定的不动点,代表系统的平衡态。

另一种是极限环,代表相空间的一条封闭轨道,表示的是一种周期运动。

第二类吸引子是稳定环面代表准周期运动。

这三类吸引子都代表规则的有序运动,混沌学中称之为有序吸引子。

而混沌中的吸引子是一类特殊的吸引子,即奇怪吸引子。

之所以称其为奇怪吸引子,主要是由于它奇怪的形象,看起来像猫头鹰的两只眼睛,所以洛仑兹相的吸引区域被叫做奇怪吸引子(克劳斯·迈因策尔,1999)。

拉尔夫·斯泰西(2000)指出,吸引子有三种:稳定吸引子、不稳定吸引子和奇怪吸引子,有耗散特征的混沌边界系统(即处于奇怪吸引子中的系统)的长期行为稳定于相空间的——个低维集合上,系统运动到这个点以后就再不能离开它,但在这个集合内部,运动义是不稳定的。

二、企业文化、价值与吸引子关系评述国外学者(Svyantek&Brown,2000;Svyantek&Deshon,1993:Briggs&Peat,1989)指山,企业文化是吸引子,它具有吸引子的特征。

分岔与奇怪吸引子

分岔与奇怪吸引子

2.洛伦兹方程
洛伦兹的设想
2.洛伦兹方程
洛伦兹的设想
60年代初,美国数学家洛伦兹 (E.Lorens)在气象部门工作。他把将大气对 流与贝纳德液体对流联系起来,想用数值方法进行长期天气预报。
2.洛伦兹方程
洛伦兹方程
洛伦兹利用流体力学中的纳维叶-斯托克斯(Navier-Stokes)方程、热传导方程 和连续性方程,处理贝耐特对流,推导出描述大气对流的微分方程,即著名 的洛伦兹方程。
对流翻动。
2.洛伦兹方程
C1与 C2的稳定性
稳定性证明:洛伦兹方程可写成行列式:
x r z y z y 0 x 1 x y x b z
对原点 x = y = z = 0 附近作线性化处理,即在原点附近有:
即洛伦兹方程有三个平衡点
若 r 1 ,只存在一个平衡点 x y z 0。此平衡点是洛伦兹方程的 不动点,相应于贝纳尔德实验中液体的静止定态。 洛伦兹方程的平衡点随瑞利数 r 的增加而发生分裂,原来稳定的平衡 点变为不平衡状态。
2.洛伦兹方程
原点的稳定性
r <1 时坐标原点 x y z 0 是稳定的不 动点,它是洛伦兹方程唯一吸引子,所有轨 线吸引到坐标的原点。 如 r > 1 ,于是分支出两个新的 平衡点 C1与 C2 。 说明在 r = 1 时 系统将发生一次分岔,跨越 r = 1 意 味着原点的吸引子丧失了稳定性, 出现了局部的不稳定性。 这时在坐标原点出现一维不稳定 的流形。这是一次叉式分岔。相应 于在贝纳德实验中流体从静态走向
0 0 x 0 x y r 1 0 0 y 0 z 0 0 b 0 z 0

7.李雅普诺夫指数

7.李雅普诺夫指数

李雅普诺夫指数与奇怪吸引子
1. 李雅普诺夫指数
2. 菲根鲍姆常数
吸引子
3. 奇怪
奇怪吸引子
利用李雅普诺夫指数λ ,相空间内初始时刻的两点距离将随时间(迭代次数)作指数分离:
在一维映射中λ 只有一个值,而在多维相空间情况下一般就有多个 λi ,而且沿相空间的不同方向,其 λi (i =1,2,…)值一般也不同。

)
exp(00n n λ⋅⋅−≈−n y x y x
面积 。

r <1 时坐标原点是稳定的不动点,当 r >1, 坐标原点为鞍点,两个新平衡点 C 1与 C 2是稳定的焦点。

=24.7368) C 1与 C 2成了不稳定的焦点。

c r r >
奇怪吸引子的最重要特征是对初值的敏感性,初始相互靠近的两条轨线将按指数式规律分离。

但在有限空间中如何保持这样的指数式分离状态? 洛伦兹吸引子有两个不稳定平衡点,因此复杂的相轨线可以随机地在两个中心之间行走。

是否只有一个平衡点的奇怪吸引子呢?
如果有,在有限相空间里如何容纳按指数分离的相轨线?于是就想象伸展开来的相轨线可能产生了某种折叠。

巴克尔变换描写了这种变换:
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧
≤≤+<≤==++1212121021
1n n n n n n n x ay x ay y x x ,,
在平面的投影
c =2.6
c =3.5 c =4.1
c =4.18 c =4.21
c =4.6。

奇怪吸引子

奇怪吸引子

奇怪吸引子展开全文折叠编辑本段理论系统系统的吸引子理论是关于吸引子的科学理论,它是混沌学的重要组成部分,那么什么是吸引子呢奇怪吸引子?吸引子是一个数学概念,描写运动的收敛类型,它存在于相平面。

简言之,吸引子是指这样的一个:集合,当时间趋于无穷大时,在任何一个有界集上出发的非定常流的所有轨道都趋于它.这样的集合。

有很复杂的几何结构.由于吸引子与混沌现象密不可分,深入了解吸引子集合的性质,对更好了解它。

们所描述的流,对揭示出现混沌的规律与结构是很必要的。

折叠编辑本段系统特征从相空间上看,系统演化的目的体现为一定的点集合,代表演化过程的终极状态,即目的态,具有如下特征:折叠终极性折叠稳定性目的态是系统自身质的规定性的体现,这种规定性只有在稳定状态中才能确立起来并得到保持,不稳定状态不可能成为目的态。

折叠吸引性吸引性是目的性的根本要素,没有吸引力的状态不能成为系统演化所追。

求的目标,只要系统尚未到达目的态,现实状态与目的态之间必定存在非0的吸引力,牵引着系统向目的态运动,相空间中满足以上3个条件的点集合A(可能包含1个点、有限个点或无限个点),被称为动力学系统的吸引子。

吸引子只能是定态,而且必须是稳定态。

其实,我们早已经接触过吸引子了。

在动力学里,就平面内的结构稳定系统——典型系统——而言,吸引子不外是:1.单个点2.稳定极限环。

也可解释为:长期运动不外是:1.静止在定态2.周期性地重复某种运动系列。

在非混沌体系中,这两种情况都是“一般吸引子”,而在混沌体系中,第二种情况则被称为:“奇怪吸引子”,它本身是相对稳定的,收敛的,但不是静止的。

奇怪吸引子是稳定的、具分形结构的吸引子。

折叠编辑本段保守系统保守系统由于相体积永远不变,所以不存在吸引子,而耗散系统则不然,相体积在演化过程中不断收缩,各种各样的运动在演化中逐渐衰亡,最后只剩下少数自由度决定的长时间行为,即:耗散系统的运动最终趋向维数比原始相空间低的极限集合,这个极限集合就是吸引子。

洛伦兹吸引子及其新应用

洛伦兹吸引子及其新应用

洛伦兹吸引子及其新应用介绍洛伦兹吸引子是一种非线性动力学系统的经典案例,被认为是混沌现象的象征之一。

它以美国物理学家爱德华·洛伦兹的名字命名,洛伦兹在1963年的一篇论文中提出了这个系统。

洛伦兹吸引子是由三个微观方程组成的,这些方程描述了一种非常简单的系统:一个等温且有限的流体,放置在一个与重力垂直的平行板之间,流体上方受到热源的加热,下方受到冷源的冷却。

这个系统非常简单,但却展现了极其复杂的混沌表现。

本文将围绕洛伦兹吸引子展开讨论,探究其新应用。

什么是洛伦兹吸引子洛伦兹吸引子是指在一种混沌系统中出现的、有着奇妙形态的、如同黑洞一般的自吸引结构。

具体来说,在一个三维的相空间中,各变量的取值会在某些轨道上发生明显的自我吸引,形成一条条曲线,展现出极其复杂的几何图形。

这个自我吸引的结构,就称之为洛伦兹吸引子。

在混沌系统中,由于初始条件的微小差异可能会导致系统行为的迥异,因此洛伦兹吸引子的出现,也表明了混沌系统的高度不确定性。

洛伦兹吸引子最初被用来解释气象学中的天气预报。

利用洛伦兹吸引子的相关理论,可以估计天气的长期变化,而洛伦兹吸引子形态的不规则、分形性质,也成为了分形几何的重要研究对象。

然而,近年来,洛伦兹吸引子的应用领域也得到了极大的拓展。

以下将介绍几个洛伦兹吸引子的新应用。

第一个应用领域是语言处理。

近年来,自然语言处理领域中,使用深度学习技术的大规模文本处理任务越来越普遍。

而深度学习模型中的序列模型,它们的状态更新、模型预测,都符合类似于混沌动力学系统的特性,这也催生了一些研究者对混沌理论与语言模型的结合探索。

一些研究人员提出了一种基于改进型洛伦兹吸引子的文本压缩方法,该方法通过将文本序列的各个字符映射到3D坐标系中,并通过改动非线性项来控制文本的压缩效果,在一定程度上实现了对文本的有效压缩。

第二个应用领域是人脑神经科学研究。

近些年来,在人类脑科学领域中,使用传统的时间序列数据分析方法已经无法解释复杂的神经信号时序动态。

历史上的特殊因子──奇怪吸引子

历史上的特殊因子──奇怪吸引子

历史上的特殊因子──奇怪吸引子
张敬秀
【期刊名称】《内蒙古大学学报:哲学社会科学版》
【年(卷),期】1996(0)6
【摘要】历史上的特殊因子──奇怪吸引子历史上的因子众多,但五大文明的每一个阶段都有一个主导性的吸引子,混沌理论称为奇怪吸引子:采集狩猎系统─→农业系统─→游牧系统─→工商系统─→高科技系统,对应于洞穴文明─→大河文明─→大域文明─→大洋文明─→星际文明。

即:...
【总页数】1页(P23-23)
【关键词】特殊因子;奇怪吸引子;《东亚文明系统论》;洞穴文明;大河文明;洋文明;文明阶段;科技系统;工商业;工商系统
【作者】张敬秀
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】K06
【相关文献】
1.二维logistic映射的动力学行为和奇怪吸引子的分形特征 [J], 王立明
2.拟Lorenz方程在周期扰动下的奇怪吸引子 [J], 吴萃;陈艳;陈凤娟
3.空间营构中的“奇怪吸引子” [J], 李晶涛
4.空间营构中的“奇怪吸引子” [J], 李晶涛
5.“森林—竹子—大熊猫”非线性动力系统的周期解与混沌奇怪吸引子 [J], 桂占吉;程艳霞;宋国华
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

关于奇怪吸引子对我们生活学习的启示
奇怪吸引子的两个特点:
1. 奇异吸引子上的运动对初始值表现出极强的敏感依赖性,在初始值上的微不足道的差异,就会导致运动轨道的截然不同。

→蝴蝶效应
洛伦兹把这种对初始条件的敏感依赖性称为“蝴蝶效应”。

维纳也曾引用一首民谣来描述这种对初始条件的敏感依赖性:丢了一个钉子,坏了一只蹄铁;坏了一只蹄铁,折了一匹战马;折了一匹战马,伤了一位骑士;伤了一位骑士,输了一场战斗;输了一场战斗,亡了一个帝国。

2. 由两种不同属性的内外方向决定了它具有非常奇特的拓扑结构和集合形式。

→趋于稳定奇怪吸引子的出现与系统中包含某种不稳定性有着密切联系,它具有不同属性的内外两种方向:
1. 在奇怪吸引子外的一切运动都趋向(吸引)到吸引子,属于“稳定”的方向
2. 一切到达奇怪吸引子内的运动都相互排斥,对应于“不稳定”方向。

相关文档
最新文档