有趣的“蝴蝶效應(yīng)”是怎么回事？

　　1917年5月23日，混沌理論之父、蝴蝶效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)者洛倫茨出生了。今天，我們就來(lái)談?wù)?，有趣的蝴蝶效?yīng)是怎么回事!下面是小編整理的關(guān)于到底什么是蝴蝶效應(yīng)，歡迎閱讀參考。

　　“混沌”學(xué)科興起于20世紀(jì)六七十年代，直到今天依然熱門(mén)。1987年，美國(guó)作家格萊克寫(xiě)了一本榮獲普利策獎(jiǎng)的熱門(mén)圖書(shū)，叫作《混沌：開(kāi)創(chuàng)新科學(xué)》。這本風(fēng)靡一時(shí)的科普?qǐng)D書(shū)的開(kāi)篇第一章叫作“蝴蝶效應(yīng)”。所謂“蝴蝶效應(yīng)”，是對(duì)混沌理論中一個(gè)重要特征的通俗表述，即認(rèn)為巴西的一只蝴蝶拍動(dòng)翅膀，就有可能在美國(guó)得克薩斯州引發(fā)一場(chǎng)颶風(fēng)。

　　洛倫茨

　　現(xiàn)在已被公認(rèn)的“蝴蝶效應(yīng)”這一命名其實(shí)源于一場(chǎng)誤會(huì)，一般認(rèn)為是混沌理論的早期研究者、美國(guó)氣象學(xué)家洛倫茨提出的。洛倫茨本人無(wú)論在論文還是研究報(bào)告中都沒(méi)有率先使用過(guò)這一術(shù)語(yǔ)。他倒是曾經(jīng)用海鷗來(lái)作過(guò)比喻?！昂钡牡菆?chǎng)乃是1972年他參加一次會(huì)議時(shí)發(fā)生的小意外。那一次，他沒(méi)有及時(shí)提供自己報(bào)告的標(biāo)題，會(huì)議主持者就替他擬了一個(gè)：“巴西的蝴蝶拍動(dòng)翅膀會(huì)引發(fā)得克薩斯州的颶風(fēng)嗎?”加上洛倫茨的研究結(jié)果中有一條曲線看上去也非常像一只張開(kāi)翅膀的蝴蝶圖形，從此小小的蝴蝶成為混沌理論的“形象代言”。

　　洛倫茨吸引子

　　世界上真的會(huì)有一只蝴蝶拍動(dòng)翅膀，就有可能在萬(wàn)里之外引發(fā)颶風(fēng)的事情嗎?按照混沌理論，答案是肯定的。事實(shí)上，這只不過(guò)是一個(gè)很久以來(lái)就被人們注意到的現(xiàn)象：細(xì)微因素有時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大影響。成語(yǔ)中的“差之毫厘，謬之千里”“牽一發(fā)而動(dòng)全身”等，都在一定程度上體現(xiàn)了這種現(xiàn)象，只不過(guò)以往沒(méi)有人把它上升到理論高度，也沒(méi)有人為它構(gòu)筑理論模型。從19世紀(jì)末開(kāi)始，陸續(xù)有科學(xué)家注意到了一些非線性的復(fù)雜體系中，會(huì)出現(xiàn)體系狀態(tài)隨時(shí)間的演化極端敏感地依賴于初始條件的現(xiàn)象。也就是說(shuō)，初始條件哪怕有極細(xì)微的變化(蝴蝶拍動(dòng)翅膀)，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，也有可能會(huì)演變成極巨大的差異(颶風(fēng))。這種現(xiàn)象正是“蝴蝶效應(yīng)”。

　　蝴蝶效應(yīng)其實(shí)并不源于蝴蝶

　　“蝴蝶效應(yīng)”的存在對(duì)一些科學(xué)家來(lái)說(shuō)，是一件很棘手的事情。因?yàn)殚L(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)一直因能對(duì)自然現(xiàn)象作出精密的預(yù)言而享有崇高聲譽(yù)。以天文學(xué)為例，他們能夠?qū)θ帐澈驮率车陌l(fā)生時(shí)間做出精確的預(yù)測(cè)，也能對(duì)幾十億千米之外的行星運(yùn)動(dòng)做出很精密的推算。這些預(yù)測(cè)的建立都離不開(kāi)初始條件，即體系在某個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)，而對(duì)初始條件的觀測(cè)總是會(huì)存在誤差的。以往，科學(xué)家認(rèn)為只要初始條件的誤差很小，預(yù)測(cè)就可以做得很精確。而蝴蝶效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)在很大程度上顛覆了這個(gè)印象。在有蝴蝶效應(yīng)的體系中，像天文學(xué)家習(xí)以為常的那種精密預(yù)測(cè)將變得不再可能?；煦缋碚撝械摹盎煦纭眱勺志驮谝欢ǔ潭壬象w現(xiàn)了人們對(duì)這種無(wú)法做出精密預(yù)測(cè)的新局面的困惑。

　　不過(guò)，混沌理論并非只是一個(gè)顛覆性的理論，也不是一團(tuán)“混沌”。它在最近幾十年里能夠吸引大量的關(guān)注，是因?yàn)樗陬嵏材承﹤鹘y(tǒng)理念的同時(shí)，引進(jìn)了一系列重要的概念，并開(kāi)創(chuàng)了分析復(fù)雜現(xiàn)象的新手段，它還帶給人們一個(gè)很重要的啟示，那就是從表面上看起來(lái)并不復(fù)雜的很多規(guī)律，有可能蘊(yùn)含著高度復(fù)雜的內(nèi)涵。這對(duì)于我們理解周?chē)@個(gè)本質(zhì)上是復(fù)雜體系的自然界很有幫助。