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什麽是“蝴蝶效應”?

蝴蝶效應

蝴蝶效應是氣象學家Lorenz 1963提出的。

壹只蝴蝶在南美洲亞馬遜盆地的熱帶雨林中偶爾扇動翅膀,可能會在兩周內在德克薩斯州引起壹場龍卷風。原因是蝴蝶翅膀的運動導致周圍空氣系統的變化,產生微弱的氣流,反過來又會引起周圍空氣或其他系統的相應變化,引起連鎖反應,最終導致其他系統的巨大變化。

這種效應說明事物發展的結果對初始條件極其敏感,初始條件的最小偏差都會造成結果的巨大差異。

社會學上用“蝴蝶效應”來解釋壹個不好的微小機制,如果不及時引導和調整,會給社會帶來巨大的危害,綽號“龍卷風”或“風暴”;壹個好的微小機制,只要引導正確,經過壹段時間的努力就會產生轟動效應,或者稱之為“革命”。

詳細解釋:

非線性,俗稱“蝴蝶效應”。

什麽是蝴蝶效應?先說麻省理工學院氣象學家洛倫茨的發現。為了預報天氣,他用計算機求解模擬地球大氣的13方程組,意圖利用計算機的高速運算提高長期天氣預報的精度。在1963的壹次實驗中,為了更仔細地考察結果,他拿出了壹個0.506的中間解,把精度提高到0.505438+027再送回去。他去咖啡館喝了杯咖啡,回來壹看,大吃壹驚:差別不大,結果卻差了十萬八千裏!再次檢查後,發現電腦沒有任何問題。洛倫茨發現,由於誤差會呈指數增長,在這種情況下,壹個小誤差隨著它的進行已經造成了巨大的後果。他隨後認定這是“對初始值的極端不穩定”,也就是“混沌”,也就是所謂的“蝴蝶效應”,亞洲蝴蝶扇動翅膀,會讓壹場比強風更糟糕的龍卷風在幾個月後出現在美洲!

這個發現嚴重到科學家都不理解,幾家科學雜誌也拒絕發表他的文章,認為這是“違背常識”:如果把相似的初值代入某些方程,結果應該是相似的,怎麽會相差很遠!

線性是指量與量之間的比例和線性關系,代表空間和時間中有規律的平滑運動;而非線性是指非比例、非線性的關系,表現為無規律的運動和突變。比如:兩只眼睛的視力比壹只眼睛的視力多多少倍?很容易認為是兩次,其實是6-10次!這就是非線性:1+1不等於2。

激光的產生是非線性的!當施加的電壓較小時,激光就像普通電燈壹樣,光向四面八方散射;當施加的電壓達到壹定值時,會突然出現壹個新的現象:被激發的原子仿佛聽到了“向右對齊”的命令,發出同相位同方向的單色光,也就是激光。

非線性的特點是跨越所有職業,滲透所有領域,幾乎可以說是“無處不在”。

比如天體運動存在混沌;電、光、聲波的振蕩會突然陷入混沌;地磁場在400萬年內改變方向16次,也是因為混沌。甚至人類本身本來就是非線性的:與傳統思維相反,健康人的腦電和心跳不是有規律的,而是混沌的,混沌是生命力的表現。混沌系統對外界刺激的反應比非混沌系統更快。

可見,非線性就在我們身邊,藏不住。

1979 12,洛倫茨在華盛頓美國科學促進會的壹次演講中指出,壹只蝴蝶在巴西扇動翅膀,可能會在得克薩斯州引起壹場龍卷風。他的講話和結論給人們留下了深刻的印象。從此,所謂的“蝴蝶效應”不脛而走,名聲遠揚。

蝴蝶效應之所以引人入勝、扣人心弦、引人深思,不僅在於其大膽的想象和迷人的美學色彩,更在於其深刻的科學內涵和內在的哲學魅力。

科學家對混沌的定義是:混沌是指發生在確定性系統中的看似隨機的不規則運動,但確定性理論所描述的系統的行為具有不確定性的特征——不可重復和不可預測,這就是混沌現象。進壹步的研究表明,混沌是非線性動力系統的固有特性,是非線性系統中的普遍現象。牛頓的確定性理論可以完美處理大部分線性系統,大部分線性系統都是由非線性系統簡化而來。因此,混沌在現實生活和實際工程技術問題中是普遍存在的。洛倫茨第壹次發現了混沌。迄今為止,關於混沌的研究壹直受到科學家、社會學家和人文學家的關註。研究混沌其實就是在無序中尋找有序,但當今世界還是有太多不可預測的,混沌的東西,這個話題壹定會成為人類的問題。這裏由於知識有限,只做了粗淺的介紹和介紹,希望更多的同學能走進混沌之門,用更深的眼光去看這個世界。也許將來我們可以致力於這項研究。

總之,混沌規律只能觀察、琢磨、直覺和推測,而不能揭示、推導和精確描述。我們可以用西方流傳的壹首民歌來說明這個形象。

這首歌謠說:

掉了壹顆釘子,壞了壹只鞋;

斷了壹只鞋,折了壹匹戰馬;

折了壹匹戰馬,傷了壹個騎士;

打傷了壹個騎士,輸掉了壹場戰鬥;

輸了壹場戰役,輸了壹個帝國。

馬蹄鐵上的壹顆釘子是否會丟失,是初始條件的壹個非常小的變化,但它的“長期”效應,卻是壹個帝國生死存亡的根本區別。這就是軍事政治領域所謂的“蝴蝶效應”。

有點不可思議,但是真的能造成這麽惡劣的後果。明智的領導者必須防止拖延,但看似瑣碎的事情可能會導致集體內部的解體。那時候後悔還來得及嗎?橫跨深谷的吊橋通常始於綁在細線上的壹塊小石頭。

電影蝴蝶效應

美國導演埃裏克·布雷斯2004年執導的電影《蝴蝶效應》探討了這個問題。主人公埃文·泰瑞博(阿什頓·庫徹飾)是壹名普通的大學生,與常人唯壹不同的是,他從小就寫日記記錄日常生活的所有細節。有壹天,埃文突然讀到了那些記錄中的壹部分,突然間,埋藏在他內心最深處多年的黑暗記憶再次被喚醒,這改變了他的整個童年。無獨有偶,埃文突然發現,通過壹直放在床底下,記錄著當年記錄的日記,他可以回到過去,進入自己的身體。也許這些塵封的日記能讓他從此擺脫壹切不愉快的回憶。抱著這個想法,埃文回到了過去,試圖改寫歷史,認為這樣可以治愈他受傷的記憶,讓他和他愛的人從此幸福地生活在壹起。他制定了壹個完美的計劃,並認真執行。但當他回到現實時,發現壹切都變得面目全非。他的行為引起了災難性的變化,他最親密的朋友的生活已經完全不同。尤其是他的第壹任女友凱勒·米勒(艾米·斯瑪特飾),他們是兒時玩伴。在長時間的冷漠之後,他們發現他們仍然愛著對方。為了彌補自己的錯誤,埃文不得不壹次又壹次地回到過去,但每次總有壹些小事件在他不註意的時候接二連三地發生,然後壹系列的連鎖反應讓他和他的朋友們的生活更加徹底地改變了。於是埃文壹次又壹次的嘗試,他們的生活就像壹輛高速列車瞬間從山頂沖下來,窗外掠過的樹林或河流。凱勒從服務員到學生會主席再到癮君子。她的命運和他的壹樣不變。

據說蝴蝶效應有兩種結局:

壹個是導演加長版的結局:

埃文看的家庭電影是埃文的媽媽即將生下埃文。進入歷史的埃文決定自己結束這壹切。他雙手抓住臍帶,結束了自己即將開始的生命。在現實生活中,沒有埃文。凱莉和湯米被離異的母親守護著,遠離有著變態愛好的父親,自然不會有後續的事件。

另壹個是劇場版的結尾:埃文看的家庭電影是他第壹次見到凱利。回到過去,埃文罵凱利。他和凱麗並沒有成為好朋友,凱麗和湯米的撫養權也是他母親獲得的。下班後,艾凡在街上遇到凱麗,但他沒有認出她。最終,凱莉和埃文在獨特的劇情中擦肩而過。他們仿佛有壹種回頭的默契,卻又放棄了,回到了各自的道路上。結尾似曾相識的感覺在綠洲樂隊的歌曲“停止哭泣”中結束...回蕩了很久。

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