蝴蝶效应是什么,第1张

蝴蝶效应是指在一个动态系统中,初始条件下的微小变化,可以带动整个系统的长期巨大连锁反应。是一种混沌现象,说明一切事物的发展都有定数和变量。在发展的过程中,事物有规律的发展轨迹,也有不可预测的“变数”,往往适得其反。

蝴蝶效应是指在一个动态系统中,在初始条件下,由微小变化驱动的整个系统的长期巨大连锁反应。是一种混沌现象,表现为万物的发展都有定数和变量,事物的发展都有规律可循,也有不可预测的“变量”,往往适得其反。一个小小的变化就能影响事物的发展,证明事物的发展是复杂的。

蝴蝶效应是什么,蝴蝶效应是什么,第2张

在1963年的一次实验中,麻省理工学院的气象学家洛伦兹用计算机求解了13个模拟地球大气的方程。为了更仔细地检查结果,洛伦兹在一次科学计算中四舍五入了初始输入数据的第四个小数位。他拿出一个0.506的中间解,把精度提高到0.506127送回去,但是前后的计算结果偏离了10.8万英里!结果前后两条曲线的相似性完全消失。按照常识,同样的程序,同样的数据,显然会导致同样的结果。但是第二次预测结果和上一次大不相同。一开始他以为是电脑故障。排除这种可能性后,他发现自己输入的数据并不完整。再检查了一下,发现电脑没有问题。洛伦兹发现,因为误差会呈指数级增长,在这种情况下,一个微小的误差就会导致巨大的后果。洛伦茨在美国气象杂志上发表了题为& # 8221;确定性非周期流& # 8221;本文提出了确定性系统中的非周期现象。第二年,他又发表了另一篇论文,指出模型中参数的微小改变会导致完全不同的结果,使有规律的、周期性的行为变得完全混乱。

这个发现严重到科学家都不理解,几家科学期刊拒绝发表他的文章,说是“违背常识”:如果把相似的初始值代入某个方程,结果应该是相似的,那么怎么可能相差很远?

在1972年美国科学发展学会第139次会议上,洛伦茨发表了题为“可预测性:一只蝴蝶能在巴西扇动翅膀,在德克萨斯州掀起龙卷风吗?”。他认为,初始条件的微小变化,可能会导致一系列逐渐放大的变化,最终导致完全不同的结果& # 8211;这个看似荒谬的论断打破了大家关于“因果决定论的可预测性& # 8221;现有的幻想最终产生了当今世界上最伟大的理论之一——“混沌理论”。

因此,洛伦兹认定他发现了一个新现象:事物发展的结果对初始条件极其敏感。他随后将此认定为“极端不稳定到初始值”,即“混沌”,也称“蝴蝶效应”。从此,所谓的“蝴蝶效应”不胫而走。

他说,南美洲亚马逊河流域热带雨林中的一只蝴蝶,偶尔扇动一下翅膀,可能会在两周之后引起美国德克萨斯州的龙卷风。原因是蝴蝶翅膀的运动引起周围空空气系统的变化,导致产生微弱的气流,进而引起周围空空气或其他系统的相应变化,从而引起连锁反应,最终引起其他系统的巨大变化。洛伦茨称这种现象& # 8221;蝴蝶效应& # 8221;意思是看似无关紧要,很小的事情,可能会带来很大的变化。

社会学上用“蝴蝶效应”来解释一个坏的、微小的机制,如果不及时引导和调整,会给社会带来巨大的危害,被戏称为“龙卷风”或“风暴”;一个好的小机制,只要引导正确,经过一段时间的努力,就会产生轰动效应或“革命”。

军政领域的蝴蝶效应

可以用西方流传的一首歌谣来说明。这首歌谣说:

丢了一颗钉子,打碎了一只鞋;
一只鞋破了,一匹战马破了;
一匹马断了,一个骑士受伤了。
伤害了一名骑士并输掉了一场战斗;
输掉了一场战斗,失去了一个帝国。

马蹄铁上的一颗钉子是否会丢失,是初始条件的一个很小的变化,但它的“长期”效应是一个帝国存在与死亡的根本区别。这就是军政领域所谓的“蝴蝶效应”。

非线性,俗称“蝴蝶效应”。

线性是指量与量之间成比例的线性关系,代表空与时间之间有规律的平滑运动;非线性是指非比例和非线性的关系,代表不规则运动和突变。比如两只眼睛的视力是一只眼睛的多少倍?很容易想到两次,但实际上是6-10次!这就是非线性:1+1不等于2。

激光的产生是非线性的!当外加电压很小时,激光器就像一个普通的电灯,光线向各个方向散射;当施加的电压达到一定值时,会突然出现新的现象:被激发的原子似乎听到了“向右对准”的命令,发出同相位同方向的单色光,即激光。

非线性的特点是:跨专业交叉,渗透到各个领域,几乎可以说是:“无处不在。”比如天体运动有混沌;电、光、声波的振荡会陷入混沌;地磁场的方向在400万年里改变了16次,也是因为混沌。就连人类也是非线性的:与传统观念相反,健康人的脑电图和心跳不是有规律的,而是混沌的。混沌是生命力的表现,混沌系统对外界刺激的反应比非混沌系统要快。
可见非线性就在我们身边,我们无法回避。

蝴蝶效应之所以引人入胜、扣人心弦、发人深省,不仅在于其大胆的想象和迷人的审美色彩,还在于其深刻的科学内涵和内在的哲学魅力。混沌理论认为,在一个混沌系统中,初始条件的极小变化,在不断放大后,会对其未来状态产生很大的影响。有点诡异,但是真的能造成这么恶劣的后果。一个明智的领导者必须防止丝毫的拖延。似乎一些微小的事情可能会导致集体内部的瓦解。后悔还来得及吗?

蝴蝶效应的例子

2003年,美国发现疑似疯牛病病例,立即给刚刚恢复的美国经济带来毁灭性的飓风。是倒霉的“疯牛”扇动了“蝴蝶翅膀”。第一个是美国牛肉产业,总产值1750亿美元,就业岗位140万个;作为养牛人饲料来源的美国玉米大豆行业也受到了影响,其期货价格呈下降趋势。然而,最终,疯牛病飓风造成的最大损失是美国消费者对牛肉产品信心的下降。在全球化的今天,这种恐慌情绪不仅导致了美国国内餐饮企业的萧条,甚至蔓延到了全世界。至少有11个国家宣布紧急禁止进口美国牛肉,甚至广东等远离海洋的地方的居民也远离西式餐饮。这让人想起了下一次禽流感,它首先在单个国家被发现,并迅速传播到世界各地。即使在没有发现禽流感的地区或国家,人们也会“一提到鸡就脸色发白”。

再比如,你能想象一个美国人抽烟和中国的通货膨胀有什么关系吗?假设一个美国人抽烟,不小心把还没熄灭的烟头扔在床边,然后出去工作。大约20分钟后,烟头慢慢点燃床单,火势越来越大,逐渐蔓延到邻居家,造成煤气罐一系列爆炸。此时美国人已经对“恐怖袭击”感到恐惧,但肇事者(烟蒂投掷者)忘记了自己扔过烟蒂,因此在无法查明原因的情况下,被暂时列为“恐怖袭击”。就这样,受惊的人们纷纷抛售股票,导致股市暴跌。人们消费信心的下降影响了整个美国经济,最终导致美元贬值。由于美元持续贬值,以美元计价的基本原材料价格上涨,人民币盯住美元的价格也相应上涨。结果,基于原材料的大宗商品价格上涨,引发了中国的成本驱动型通胀。

这个例子被夸大了,只是为了表明,如果我们在解释一个经济现象时,不能从常规分析中找到答案,我们就必须考虑那些看似无关紧要的因素。但是这样的因素太多,太不可预测,这也是为什么经济学家总是难以准确预测具体的经济指标。但正是这种不可预测性创造了一个丰富多彩的世界。

任何一只扑翼的蝴蝶都有可能引发龙卷风,那还有什么是不可能的呢?“没有什么是不可能的”,恐怕这就是“蝴蝶效应”最大的启示。

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