“蝴蝶效應(yīng)”是什么意思?
愛(ài)磊
對(duì)于這個(gè)效應(yīng)最常見(jiàn)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(dòng)幾下翅膀,可以在兩周以后引起美國(guó)得克薩斯州的一場(chǎng)龍卷風(fēng)。”也就是說(shuō)在一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)中,初始條件下微小的變化能帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的長(zhǎng)期的巨大的連鎖反應(yīng)。
蝴蝶效應(yīng)(The Butterfly Effect)是指在一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)中,初始條件下微小的變化能帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的長(zhǎng)期的巨大的連鎖反應(yīng)。這是一種混沌現(xiàn)象。任何事物發(fā)展均存在定數(shù)與變數(shù),事物在發(fā)展過(guò)程中其發(fā)展軌跡有規(guī)律可循,同時(shí)也存在不可測(cè)的“變數(shù)”,往往還會(huì)適得其反,一個(gè)微小的變化能影響事物的發(fā)展,說(shuō)明事物的發(fā)展具有復(fù)雜性。
美國(guó)氣象學(xué)家愛(ài)德華•羅倫茲(Edward N.Lorenz)1963年在一篇提交紐約科學(xué)院的論文中分析了這個(gè)效應(yīng)。“一個(gè)氣象學(xué)家提及,如果這個(gè)理論被證明正確,一只海鷗扇動(dòng)翅膀足以永遠(yuǎn)改變天氣變化。”在以后的演講和論文中他用了更加有詩(shī)意的蝴蝶。對(duì)于這個(gè)效應(yīng)最常見(jiàn)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(dòng)幾下翅膀,可以在兩周以后引起美國(guó)得克薩斯州的一場(chǎng)龍卷風(fēng)。”其原因就是蝴蝶扇動(dòng)翅膀的運(yùn)動(dòng),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(huì)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(gè)連鎖反應(yīng),最終導(dǎo)致其他系統(tǒng)的極大變化。他稱之為混沌學(xué)。
這句話的來(lái)源,是這位氣象學(xué)家制作了一個(gè)電腦程序,這個(gè)可以模擬氣候的變化,并用圖像來(lái)表示。最后他發(fā)現(xiàn),圖像是混沌的,而且十分像一只張開(kāi)雙翅的蝴蝶,因而他形象地將這一圖形以“蝴蝶扇動(dòng)翅膀”的方式進(jìn)行闡釋,于是便有了上述的說(shuō)法。
羅倫茲發(fā)現(xiàn),由于誤差會(huì)以指數(shù)形式增長(zhǎng),在這種情況下,一個(gè)微小的誤差隨著不斷推移造成了巨大的后果。后來(lái),羅倫茲在一次演講中提出了這一問(wèn)題。他認(rèn)為,在大氣運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,即使各種誤差和不確定性很小,也有可能在過(guò)程中將結(jié)果積累起來(lái),經(jīng)過(guò)逐級(jí)放大,形成巨大的大氣運(yùn)動(dòng)。所以,長(zhǎng)期的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)天氣是不可能的。于是,羅倫茲認(rèn)定,他發(fā)現(xiàn)了新的現(xiàn)象:事物發(fā)展的結(jié)果,對(duì)初始條件具有極為敏感的依賴性。他于是認(rèn)定這為:“對(duì)初始值的極端不穩(wěn)定性”,即:“混沌”,又稱“蝴蝶效應(yīng)”。