非線性,俗稱“蝴蝶效應”。
什麼是蝴蝶效應?先從美國麻省理工學院氣象學家洛倫茲(Lorenz)的發現談起。為了預報天氣,他用計算機求解模擬地球大氣的13個方程式。為了更細緻地考察結果,他把一箇中間解取出,提高精度再送回。而當他喝了杯咖啡以後回來再看時竟大吃一驚:本來很小的差異,結果卻偏離了十萬八千里!計算機沒有毛病,於是,洛倫茲(Lorenz)認定,他發現了新的現象:“對初始值的極端不穩定性”,即:“混沌 ”,又稱“蝴蝶效應”,亞洲蝴蝶拍拍翅膀,將使美洲幾個月後出現比狂風還厲害的龍捲風!
這個發現非同小可,以致科學家都不理解,幾家科學雜誌也都拒登他的文章,認為“違背常理”:相近的初值代入確定的方程,結果也應相近才對,怎么能大大遠離呢!
線性,指量與量之間按比例、成直線的關係,在空間和時間上代表規則和光滑的運動;而非線性則指不按比例、不成直線的關係,代表不規則的運動和突變。如問:兩個眼睛的視敏度是一個眼睛的幾倍?很容易想到的是兩倍,可實際是 6-10倍!這就是非線性:1+1等於2。
鐳射的生成就是非線性的!當外加電壓較小時,鐳射器猶如普通電燈,光向四面八方散射;而當外加電壓達到某一定值時,會突然出現一種全新現象:受激原子好象聽到“向右看齊”的命令,發射出相位和方向都一致的單色光,就是鐳射。
非線性的特點是:橫斷各個專業,滲透各個領域,幾乎可以說是:“無處不在時時有。”
如:天體運動存在混沌;電、光與聲波的振盪,會突陷混沌;地磁場在400萬年間,方向突變16次,也是由於混沌。甚至人類自己,原來都是非線性的:與傳統的想法相反,健康人的腦電圖和心臟跳動並不是規則的,而是混沌的,混沌正是生命力的表現,混沌系統對外界的刺激反應,比非混沌系統快。
由此可見,非線性就在我們身邊,躲也躲不掉了。
1979年12月,洛倫茲(Lorenz)在華盛頓的美國科學促進會的一次講演中提出:一隻蝴蝶在巴西扇動翅膀,有可能會在美國的德克薩斯引起一場龍捲風。他的演講和結論給人們留下了極其深刻的印象。從此以後,所謂“蝴蝶效應”之說就不脛而走,名聲遠揚了。
“蝴蝶效應”之所以令人著迷、令人激動、發人深省,不但在於其大膽的想象力和迷人的美學色彩,更在於其深刻的科學內涵和內在的哲學魅力。
混沌理論認為在混沌系統中,初始條件的十分微小的變化經過不斷放大,對其未來狀態會造成極其巨大的差別。我們可以用在西方流傳的一首民謠對此作形象的說明。這首民謠說:
丟失一個釘子,壞了一隻蹄鐵;
壞了一隻蹄鐵,折了一匹戰馬;
折了一匹戰馬,傷了一位騎士;
傷了一位騎士,輸了一場戰鬥;
輸了一場戰鬥,亡了一個帝國。
馬蹄鐵上一個釘子是否會丟失,本是初始條件的十分微小的變化,但其“長期”效應卻是一個帝國存與亡的根本差別。這就是軍事和政治領域中的所謂“蝴蝶效應”。
有點不可思議,但是確實能夠造成這樣的惡果。一個明智的領導人一定要防微杜漸,看似一些極微小的事情卻有可能造成集體內部的分崩離析,那時豈不是悔之晚矣?
橫過深谷的吊橋,常從一根細線拴個小石頭開始。
非線性,俗稱“蝴蝶效應”。
什麼是蝴蝶效應?先從美國麻省理工學院氣象學家洛倫茲(Lorenz)的發現談起。為了預報天氣,他用計算機求解模擬地球大氣的13個方程式。為了更細緻地考察結果,他把一箇中間解取出,提高精度再送回。而當他喝了杯咖啡以後回來再看時竟大吃一驚:本來很小的差異,結果卻偏離了十萬八千里!計算機沒有毛病,於是,洛倫茲(Lorenz)認定,他發現了新的現象:“對初始值的極端不穩定性”,即:“混沌 ”,又稱“蝴蝶效應”,亞洲蝴蝶拍拍翅膀,將使美洲幾個月後出現比狂風還厲害的龍捲風!
這個發現非同小可,以致科學家都不理解,幾家科學雜誌也都拒登他的文章,認為“違背常理”:相近的初值代入確定的方程,結果也應相近才對,怎么能大大遠離呢!
線性,指量與量之間按比例、成直線的關係,在空間和時間上代表規則和光滑的運動;而非線性則指不按比例、不成直線的關係,代表不規則的運動和突變。如問:兩個眼睛的視敏度是一個眼睛的幾倍?很容易想到的是兩倍,可實際是 6-10倍!這就是非線性:1+1等於2。
鐳射的生成就是非線性的!當外加電壓較小時,鐳射器猶如普通電燈,光向四面八方散射;而當外加電壓達到某一定值時,會突然出現一種全新現象:受激原子好象聽到“向右看齊”的命令,發射出相位和方向都一致的單色光,就是鐳射。
非線性的特點是:橫斷各個專業,滲透各個領域,幾乎可以說是:“無處不在時時有。”
如:天體運動存在混沌;電、光與聲波的振盪,會突陷混沌;地磁場在400萬年間,方向突變16次,也是由於混沌。甚至人類自己,原來都是非線性的:與傳統的想法相反,健康人的腦電圖和心臟跳動並不是規則的,而是混沌的,混沌正是生命力的表現,混沌系統對外界的刺激反應,比非混沌系統快。
由此可見,非線性就在我們身邊,躲也躲不掉了。
1979年12月,洛倫茲(Lorenz)在華盛頓的美國科學促進會的一次講演中提出:一隻蝴蝶在巴西扇動翅膀,有可能會在美國的德克薩斯引起一場龍捲風。他的演講和結論給人們留下了極其深刻的印象。從此以後,所謂“蝴蝶效應”之說就不脛而走,名聲遠揚了。
“蝴蝶效應”之所以令人著迷、令人激動、發人深省,不但在於其大膽的想象力和迷人的美學色彩,更在於其深刻的科學內涵和內在的哲學魅力。
混沌理論認為在混沌系統中,初始條件的十分微小的變化經過不斷放大,對其未來狀態會造成極其巨大的差別。我們可以用在西方流傳的一首民謠對此作形象的說明。這首民謠說:
丟失一個釘子,壞了一隻蹄鐵;
壞了一隻蹄鐵,折了一匹戰馬;
折了一匹戰馬,傷了一位騎士;
傷了一位騎士,輸了一場戰鬥;
輸了一場戰鬥,亡了一個帝國。
馬蹄鐵上一個釘子是否會丟失,本是初始條件的十分微小的變化,但其“長期”效應卻是一個帝國存與亡的根本差別。這就是軍事和政治領域中的所謂“蝴蝶效應”。
有點不可思議,但是確實能夠造成這樣的惡果。一個明智的領導人一定要防微杜漸,看似一些極微小的事情卻有可能造成集體內部的分崩離析,那時豈不是悔之晚矣?
橫過深谷的吊橋,常從一根細線拴個小石頭開始。