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  • 1 # lmz44037062

    蝴蝶效應(The Butterfly Effect),由美國氣象學家洛倫茲1963年提出。

      事物發展的結果,對初始條件具有極為敏感的依賴性,初始條件的極小偏差,都將可能會引起結果的極大差異。

    蝴蝶效應的來歷

      1963年的一次試驗中,美國麻省理工學院氣象學家洛倫茲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,在一次科學計算時,洛倫茲對初始輸入資料的小數點後第四位進行了四捨五入。他把一箇中間解0.506取出,提高精度到0.506127再送回,前後計算結果卻偏離了十萬八千里!前後結果的兩條曲線相似性完全消失了。根據常識,同樣的程式和資料顯然會導致同樣的結果。但是第二次的預報結果與上一次大不一樣。開始他認為是計算機的故障,排除了這種可能後,他發現,他輸入的不是完整的資料。再次驗算髮現計算機並沒有毛病,洛倫茲發現,由於誤差會以指數形式增長,在這種情況下,一個微小的誤差隨著不斷推移造成了巨大的後果。洛倫茲在美國《氣象學報》上發表了題為"確定性的非週期流"的論文,提出了在確定性系統中的非週期現象。第二年,他發表了另外一篇論文,指出對於模式中引數的微小改變將導致完全不一樣的結果,使有規律的、週期性的行為,變成完全混亂的狀態。

      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,怎麼能大大遠離呢!

      1972年美國科學發展學會第139次會議上,洛倫茲發表了題為“可預測性:巴西一隻蝴蝶扇動翅膀,能否在得克薩斯州掀起一場龍捲風”的演講。他認為,一個微小的初始條件變化可能導致一連串逐漸放大的改變,最終導致完全不同的結果--這個看似荒謬的論斷,打碎了所有人關於”因果決定論可預測度"所存的幻想,最終產生了當今世界最偉大的理論之一——“混沌理論”。

      於是,洛倫茲認定,他發現了新的現象:事物發展的結果,對初始條件具有極為敏感的依賴性。他於是認定這為:“對初始值的極端不穩定性”,即:“混沌”,又稱“蝴蝶效應”。從此以後,所謂“蝴蝶效應”之說就不脛而走。

      他說,一隻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,可能在兩週後在美國德克薩斯引起一場龍捲風。其原因在於:蝴蝶翅膀的運動,導致其身邊的空氣系統發生變化,並引起微弱氣流的產生,而微弱氣流的產生又會引起它四周空氣或其他系統產生相應的變化,由此引起連鎖反映,最終導致其他系統的極大變化。洛倫茲把這種現象戲稱做"蝴蝶效應",意思即一件表面上看來毫無關係、非常微小的事情,可能帶來巨大的改變。

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