蝴蝶效應(yīng)到底是…

14319

蝴蝶效應(yīng)（ The Butterfly Effect）是指在一個動力系統(tǒng)中，初始條件下微小的變化能帶動整個系統(tǒng)的長期的巨大的連鎖反應(yīng)。這是一種混沌現(xiàn)象。蝴蝶在熱帶輕輕扇動一下翅膀，遙遠的國家就可能造成一場颶風。
基本概念
美國氣象學家愛德華·羅倫茲（Edward N.Lorentz）1963年在一篇提交紐約科學院的論文中分析了這個效應(yīng)。“一個氣象學家提及，如果這個理論被證明正確，一只海鷗扇動翅膀足以永遠改變天氣變化。”在以后的演講和論文中他用了更加有詩意的蝴蝶。對于這個效應(yīng)最常見的闡述是：“一只南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶，偶爾扇動幾下翅膀，可以在兩周以后引起美國德克薩斯州的一場龍卷風。”其原因就是蝴蝶扇動翅膀的運動，導(dǎo)致其身邊的空氣系統(tǒng)發(fā)生變化，并產(chǎn)生微弱的氣流，而微弱的氣流的產(chǎn)生又會引起四周空氣或其他系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，由此引起一個連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致其他系統(tǒng)的極大變化。它稱之為混沌學。
這句話的來源，是這位氣象學家制作了一個電腦程序，這個可以模擬氣候的變化，并用圖像來表示。最后他發(fā)現(xiàn)，圖像是混沌的，而且十分像一只張開雙翅的蝴蝶，因而他形象地將這一圖形以“蝴蝶扇動翅膀”的方式進行闡釋，于是便有了上述的說法。
蝴蝶效應(yīng)通常用于天氣、股票市場等在一定時段難以預(yù)測的比較復(fù)雜的系統(tǒng)中。此效應(yīng)說明，事物發(fā)展的結(jié)果，對初始條件具有極為敏感的依賴性，初始條件的極小偏差，將會引起結(jié)果的極大差異。
蝴蝶效應(yīng)在社會學界用來說明：一個壞的微小的機制，如果不加以及時地引導(dǎo)、調(diào)節(jié)，會給社會帶來非常大的危害，戲稱為“龍卷風”或“風暴”；一個好的微小的機制，只要正確指引，經(jīng)過一段時間的努力，將會產(chǎn)生轟動效應(yīng)，或稱為“革命”。
理論基礎(chǔ)
蝴蝶效應(yīng)是氣象學家洛倫茲1963年提出來的。其大意為：一只南美洲亞馬孫河流域熱帶雨林中的蝴蝶，偶爾扇動幾下翅膀，可能在兩周后在美國德克薩斯引起一場龍卷風。其原因在于：蝴蝶翅膀的運動，導(dǎo)致其身邊的空氣系統(tǒng)發(fā)生變化，并引起微弱氣流的產(chǎn)生，而微弱氣流的產(chǎn)生又會引起它四周空氣或其他系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，由此引起連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致其他系統(tǒng)的極大變化。此效應(yīng)說明，事物發(fā)展的結(jié)果，對初始條件具有極為敏感的依賴性，初始條件的極小偏差，將會引起結(jié)果的極大差異。

[發(fā)帖際遇]:  在學院三周年慶典上幻影神之仔RK一連唱了10首歌，得到鼓勵獎和英鎊5鎊獎金.

8475

樓主提到了混沌學了啊~這可是很高深的學問啊~蝴蝶效應(yīng)只是一個分支而已~
樓主可以再找找混沌學的~我等你~

14319

好…馬上…在給我力量！我馬上！

[發(fā)帖際遇]:  幻影神之仔RK報名參加小分隊培訓(xùn)班，花了英鎊3鎊.

14319

混沌學（英文：Chaos）在科學上，如果一個系統(tǒng)的演變過程對初態(tài)非常敏感，人們就稱它為混沌系統(tǒng)。研究混沌運動的一門新學科，叫作混沌學。混沌學發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)混沌運動這種奇特現(xiàn)象，是由系統(tǒng)內(nèi)部的非線性因素引起的。
混沌學的簡述
什么是混沌呢？混沌是決定性動力學系統(tǒng)中出現(xiàn)的一種貌似隨機的運動，其本質(zhì)是系統(tǒng)的長期行為對初始條件的敏感性。如我們常說“差之毫厘，失之千里”。西方控制論的創(chuàng)造者維納對這種情形作了生動的描述：釘子缺，蹄鐵卸；蹄鐵卸，戰(zhàn)馬蹶；戰(zhàn)馬蹶，騎士絕；騎士絕，戰(zhàn)事折；戰(zhàn)事折，國家滅。釘子缺這樣一微不足道的小事，經(jīng)逐級放大竟導(dǎo)致了國家的滅亡。系統(tǒng)對初值的敏感性又如美國氣象學家洛侖茲蝴蝶效應(yīng)中所說：“一只蝴蝶在巴西煽動翅膀，可能會在德州引起一場龍卷風”，這就是混沌。環(huán)顧四周，我們的生存空間充滿了混沌。混沌涉及的領(lǐng)域――物理、化學、生物、醫(yī)學、社會經(jīng)濟，甚至觸角伸進了藝術(shù)領(lǐng)域。混沌學的傳道士宣稱，混沌應(yīng)屬于二十世紀三大科學之一。相對論排除了絕對時空觀的牛頓幻覺，量子論排除了可控測量過程中的牛頓迷夢，混沌則排除了拉普拉斯可預(yù)見性的狂想。混沌理論將開創(chuàng)科學思想上又一次新的革命。混沌學說將用一個不那么可預(yù)言的宇宙來取代牛頓、愛因斯坦的有序宇宙，混沌學者認為傳統(tǒng)的時鐘宇宙與真實世界毫不相關(guān)。
混沌學的起源和發(fā)展
1972年12月29日，美國麻省理工學院教授、混沌學開創(chuàng)人之一E.N.洛倫茲在美國科學發(fā)展學會第139次會議上發(fā)表了題為《蝴蝶效應(yīng)》的論文，提出一個貌似荒謬的論斷：在巴西一只蝴蝶翅膀的拍打能在美國得克薩斯州產(chǎn)生一個龍卷風，并由此提出了天氣的不可準確預(yù)報性。時至今日，這一論斷仍為人津津樂道，更重要的是，它激發(fā)了人們對混沌學的濃厚興趣。今天，伴隨計算機等技術(shù)的飛速進步，混沌學已發(fā)展成為一門影響深遠、發(fā)展迅速的前沿科學。
一般地，如果一個接近實際而沒有內(nèi)在隨機性的模型仍然具有貌似隨機的行為，就可以稱這個真實物理系統(tǒng)是混沌的。一個隨時間確定性變化或具有微弱隨機性的變化系統(tǒng)，稱為動力系統(tǒng)，它的狀態(tài)可由一個或幾個變量數(shù)值確定。而一些動力系統(tǒng)中，兩個幾乎完全一致的狀態(tài)經(jīng)過充分長時間后會變得毫無一致，恰如從長序列中隨機選取的兩個狀態(tài)那樣，這種系統(tǒng)被稱為敏感地依賴于初始條件。而對初始條件的敏感的依賴性也可作為一個混沌的定義。

[發(fā)帖際遇]:  幻影神之仔RK因為幫助小品解決香蕉過多的問題，樂于助人，得到獎勵學分10分.

14319

關(guān)于混沌，我們已經(jīng)形成了下列一些認識:
(1)我們在此討論的混沌一般是從有序態(tài)演化進入混沌態(tài)，因此稱為非平衡混沌。
(2)混沌是決定論系統(tǒng)的內(nèi)在隨機性，這種隨機性與我們過去所了解的隨機性現(xiàn)象，比如擲色子，拋硬幣等有很大的區(qū)別:具有混沌現(xiàn)象的系統(tǒng)，其短期行為是可以知道的，只有經(jīng)過長期演化，其結(jié)果才是不確定的。
(3)混沌對初值的敏感依賴性。在線性系統(tǒng)中，小擾動只產(chǎn)生結(jié)果的小偏差，但對混沌系統(tǒng)，則是"失之毫厘，差之千里"。
(4)混沌不是簡單的無序，也不是通常意義下的有序。首先，混沌運動是一種典型的非周期運動，是周期運動對稱性的破缺，而對稱性破缺實質(zhì)上意味著有序程度的提高，所以混沌運動是另一種類型的有序;混沌區(qū)的系統(tǒng)行為并非真的一團亂麻，混沌譜本身還具有無窮的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其中嵌套著各種周期窗口，非周期與周期難分難解地交叉、纏繞在一起，表明混沌行為是一種非平庸的有序性;混沌內(nèi)部的無窮嵌套結(jié)構(gòu)具有標度變換的不變性，局部放大后其結(jié)構(gòu)與整體相似，這種自相似性也是某種意義上的對稱性，因此，混沌可以看成具有更高層次上的對稱特征的有序態(tài)。其次，非平衡混沌遵循著某些共同的規(guī)律:奇異吸引子行為。吸引子是描述力學系統(tǒng)狀態(tài)在相空間的狀態(tài)點的集合，這些點或點的集合對系統(tǒng)相空間的運動軌線有吸引作用;而有些點，則是狀態(tài)達不到的點，稱為排斥子。從相空間中任一點出發(fā)的運動軌線，總是愈來愈趨近于一定的吸引子，而遠離排斥子。混沌吸引子與一般系統(tǒng)的吸引子不同，處于混沌態(tài)的系統(tǒng)其相軌跡進人吸引子后，兩條相距非常近的軌線將發(fā)生指數(shù)分離。一方面，狀態(tài)的演化最終要進入吸引子，另一方面，初值敏感依賴性又使系統(tǒng)呈現(xiàn)隨機特點，形成了一個矛盾的統(tǒng)一體。
混沌絕不是一堆有趣的數(shù)學現(xiàn)象，混沌是比有序更為普遍的現(xiàn)象，它使我們對物質(zhì)世界有了更深一層次的認識，為我們研究自然的復(fù)雜性開辟了一條道路，同時也引出了關(guān)于物質(zhì)世界認識論上的一些哲學思考。
6.2 哲學思考
1 混沌理論提供了使人們領(lǐng)悟這個世界除有序和穩(wěn)定以外，還有更多的東西。用《哈姆雷特》中的一句話即“在天國和地球上有比你哲理所想象的更多的東西”，混沌讓人領(lǐng)悟了自然界圓滿的描述必須包括復(fù)雜的行為。
2 混沌理論強迫我們正視我們的局限性，通常我們對世界的感性認識受制于我們對自然界的了解。混沌的概念將改變我們的世界觀，將我們從鐘樣宇宙中解放出來，特別是在決定與隨機、必然與偶然、有序與無序、穩(wěn)定與非穩(wěn)定，簡單與復(fù)雜，局部與整體等矛盾關(guān)系和辯證轉(zhuǎn)化條件與機制方面，給人們以新的啟迪。
(1)決定論與非決定論
物理學中有兩種人們普遍接受的認識自然的觀點，一個是由牛頓經(jīng)典力學建立起來的因果決定論觀點，另一個是由統(tǒng)計力學和量子力學發(fā)展起來的概率論觀點，這兩種規(guī)律實驗于不同的對象。
混沌的奇特之處在于，它把表現(xiàn)的無序與內(nèi)在的決定性機制巧妙地融為一體，混沌是內(nèi)在隨機性的代名詞。“決定性混沌”說明決定性與隨機性之間存在著由此及彼的橋梁，這大大豐富了我們對偶然性和必然性這對辯證法基本范疇的認識。首先，混沌現(xiàn)象繼量子力學不確定原理之后，又一次暗示，偶然性在科學上并非是無足輕重的東西。其次，混沌意味著，對某些決定性方程，我們對未來的預(yù)測能力受到某種新的根本限制，初始測量的不確定性會擴展于整個吸引子上。混沌將決定性和隨機性集于一身，同時既是偶然性又是必然性的東西。它證明在表觀的有序背后隱藏著一種奇異的無序，而在無序深處又隱藏著更奇異的秩序。

[發(fā)帖際遇]:  幻影神之仔RK幫地瓜撰寫論文，獲得學分11分.

8475

樓主要不還是寫在一塊兒吧~分開來看多不方便啊~

12992

所以樓主加一個宇宙恒穩(wěn)態(tài)理論會比較好-。-

15062

外國專業(yè)算卦？？？哈哈哈
本人 頂--老愛，頂--廣義相對論。理論是要經(jīng)過層層推導(dǎo)和無數(shù)實驗來驗證的。
但在量子的世界里的確一切都是隨機的，例如電子的軌道，只是描述出現(xiàn)的概率；無法在同一時間內(nèi)得到微粒 動量和位置 ----  測不準原理。
我認為 混沌學就是鬧著玩的，

14319

哦，我會注意的，sorry，我怕弄混了…

15431

不是有基于混沌學的算法么，貌似叫遺傳算法，還有啥神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)～～咱自學學不來～～