蝴蝶效应与混沌理论

蝴蝶效应与混沌理论(2009-05-24 12:03:46)转载▼标签： 杂谈
“巴西丛林一只蝴蝶偶然扇动翅膀，可能会在美国得克萨斯州掀起一场龙卷风”，1972年，美国麻省理工学院教授、混沌学开创人之一E.N.洛伦兹在美国科学发展学会第139次会议上发表了题为《蝴蝶效应》的论文，这个貌似荒谬的论断，最终产生了当今世界最伟大的理论之一“混沌理论”。混沌理论是研究如何把复杂的非稳定事件控制到稳定状态的方法，它彻底粉粹了对“因果决定论可预测度”所存的幻想。　
　
1997年3月，当国际货币基金组织（IMF）正在对东南亚国家的金融状况倍加称赞的时候，一只来自美国华尔街的"大蝴蝶"突然振动翅膀，骤然掀起了泰国、印尼的金融风暴，随即引发了整个东南亚的金融大危机，这只"大蝴蝶"就是当今头号国际金融大炒家索洛斯，这场金融风暴持续一年之久，让亚洲甚至全世界的人们都为之惊骇，使IMF及西方七国也束手无策，让他们真正领略了什么是"蝴蝶效应现象"，也让全世界的人们深刻体会到了，蝴蝶效应现象在金融界乃至经济领域的真实存在性和巨大的影响程度。
混沌是一种“表观上”混乱无序，而实际上具有深层次规律性的特殊运动形态，它的特点是对初始条件十分敏感，但内在必须具备“风暴动因”（如体制漏洞等），因此，金融大鳄索罗斯扇动一下翅膀，就掀起了这场涉及整个东南亚的金融风暴。人们记忆犹新的孙志刚事件，竟然改变了沿用几十年的国家收容体制。１９９８年１０月１３日，深圳传闻“岁宝百货”经理携款潜逃导致商场倒闭，手里拿着“岁宝百货”储值卡的客户蜂拥到岁宝百货，疯狂扫货，第二天发现所谓“携款潜逃”是谣言，追悔莫及，此后，储值卡被政府禁止使用。这些都是典型的“蝴蝶效应现象”。

◆时空旅行与蝴蝶效应的关系

蝴蝶效应这个词原本是出自混沌理论的，一个混沌系统是无法预言、操纵和控制的，而且对于系统的初始条件具有极端敏感的依赖性，在系统初始任何一点点细微的改变，都会在系统后期发生翻天覆地的变化，“巴西丛林一只蝴蝶偶然扇动翅膀，可能会在美国得克萨斯州掀起一场龙卷风”，这样的原话是出自1972年美国麻省理工学院教授、混沌学开创人之一E.N.洛伦兹在美国科学发展学会第139次会议上发表的题为《蝴蝶效应》的论文。而时空旅行与混沌理论联系最紧密的地方就是这一点，你在时间之河的上游做出了一点小小的改变，例如投下了一枚小石子，到了下游的时候就可能演变成一场大洪水，所以，意图通过改变过去的某个细节而影响现在的做法唯一的结果就

是——不可预料。

阿甘说“妈妈告诉我，人生就象一盒巧克力，你永远不知道下一颗是什么味道”。

紫霞说“我猜到了开始，可是我没有猜到这个结局”



为了一份失落的回忆，穿梭三千年时空，只为了她的浅浅一笑……

——摘自苏逸平《穿梭时空三千年》

为了爱情而穿梭时空，回到过去修正历史意图改变现在的情节曾经先后出现在许多电影里，《大话西游》里至尊宝的月光宝盒、《时间机器》中哈德金博士的时光机，相比之下，我刚看完的《蝴蝶效应》里埃文用来回到过去的道具就简陋的可以——仅仅是一些记载着过去生活的日记本而已。但是简陋归简陋，用起来还是很好用的，既不需要高喊波也波罗密也不需要用一系列复杂的数字轮盘来输入时间，男主角埃文只需要翻开日记本轻声读出自己想回到的那个时间，就Biu的一声回到了过去的某个时间并占据了童年自己的身体，根据自己的意识改变完过去之后又会嗖的一声跳回到已经改变了的现在，然后由于中间空白时段发生时间记忆的大量涌入脑袋，会造成轻微的流鼻血现象，这就是穿梭时空的代价吧？^_^但是我觉得这个代价简直小的可以忽略不计。


2、蝴蝶效应与混沌学（via Beardnan's BLOG）
1960年，美国麻省理工学院教授洛伦兹研究“长期天气预报”问题时，在计算机上用一组简化模型模拟天气的演变。他原本的意图是利用计算机的高速运算来提高技期天气预报的准确性。但是，事与愿违，多次计算表明，初始条件的极微小差异，均会导致计算结果的很大不同。洛伦兹用一种形象的比喻来表达他的这个发现：一只小小的蝴蝶在巴西上空煽动翅膀，可能在一个月后的美国得克萨斯州会引起一场风暴。这就是混沌学中著名的“蝴蝶效应”，也是最早发现的混沌现象之一。
什么是混沌呢？它的原意是??表面上看起来无规律、不可预测的现象，实际上有它自己的规律，混沌学的任务就是寻求混沌现象的规律，加以处理和应用。60年代混沌学的研究热悄然兴起，渗透到物理学、化学、生物学、生态学、力学、气象学、经济学、社会学等诸多领域，成为一门新兴学科。
美国麻省理工学院的天文学家和计算机专家指出，太阳系是不可预测的，在任一时刻，我们根本无法推算出有关行星的速度及准确位置，根据经典力学计算出的结果是不可信的。这与洛伦兹关于准确的长期天气预报是不可能的结论一致。其他像太阳黑子的增减、传染病的发病规律、精神病的发病机理、脑电波和心率的变异、湍流、股票行

情的变化、汇率的波动，以及许多化学反应和化学过程、都存在着混沌现象。天体物理学家试图用混沌学探索宇宙起源，医学家也欲用混沌学研究心脏运动的规律，经济学家试图用混地学来预测股市行情，社会学家则试验用它去认识和评价政治危机。一些未知的复杂过程和现象，都能从混沌学那里找到答案吗？这正是混沌学具有诱人魅力之处。
目前，科学家给混沌下的定义是：混沌是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动，一个确定性理论描述的系统，其行为却表现为不确定性一不可重复、不可预测，这就是混沌现象。进一步研究表明，混沌是非线性动力系统的固有特性，是非线性系统普遍存在的现象。牛顿确定性理论能够充美处理的多为线性系统，而线性系统大多是由非线性系统简化来的。因此，在现实生活和实际工程技术问题中，混沌是无处不在的。
混沌的发现和混沌学的建立，同相对论和量子论一样，是对牛顿确定性经典理论的重大突破，为人类观察物质世界打开了一个新的窗口。所以，许多科学家认为，20世纪物理学永放光芒的三件事是：相对论、量子论和混沌学的创立。