什么是蝴蝶效应?

ButterflyEffect是指初始条件的微小变化会导致整个系统长期而巨大的连锁反应的混沌现象。对这种效应最常见的解释是“一只蝴蝶在巴西扇动翅膀,一个月后就能在德克萨斯州引起一场龙卷风。”

美国气象学家爱德华·洛伦茨(Edward lorenz)在1963提交给纽约科学院的论文中分析了这种影响。“一位气象学家提到,如果这个理论被证明是正确的,一只海鸥扇动翅膀就足以永远改变天气。”在后来的演讲和论文中,他使用了更多诗意的蝴蝶。对这种效应最常见的解释是:“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,就能在两周内在德克萨斯州引起一场龙卷风。”原因是蝴蝶扇动翅膀的运动引起周围空气系统的变化,产生微弱的气流,进而引起周围空气或其他系统的相应变化,引起连锁反应,最终导致其他系统的巨大变化。他称之为混乱。当然,“蝴蝶效应”主要是一个关于混沌的比喻。也是蝴蝶效应的真实反应。一个不起眼的小动作,却能引起一连串的巨大反应。

这句话的出处是气象学家做了一个电脑程序,可以模拟气候变化,用图像表示出来。最后他发现这个形象是混乱的,非常像一只张开翅膀的蝴蝶,于是他用“蝴蝶拍动翅膀”的方式形象地解释了这个图形,于是就有了上面的说法。

洛伦茨发现,由于误差会呈指数级增加,在这种情况下,一个小的误差持续下去就会产生很大的后果。后来洛伦茨在一次演讲中提出了这个问题。他认为,在大气运动过程中,即使各种误差和不确定性很小,也有可能把过程中的结果积累起来,逐渐放大后形成巨大的大气运动。所以不可能长时间准确预测天气。

于是洛伦茨认定自己发现了一个新现象:事物发展的结果对初始条件极其敏感。他随后将此认定为“对初始值的极端不稳定”,即“混沌”,也称“蝴蝶效应”。

一只小蝴蝶在某地上空扇动翅膀扰乱了空气,时间久了可能会在遥远的地方引发风暴,比喻长期大范围天气预报中一点微小的因素造成的不可预知的严重后果。小偏差是不可避免的,这使得长期天气预报不可预测或不准确。长期大尺度天气预报是对地球大气这一复杂系统的观测、计算、分析和判断,受多种随时随地变化的因素影响和制约,难以准确预测其综合效应,蝴蝶效应不可避免。我们人类研究的对象还涉及到其他复杂系统(包括“自然系统”和“社会系统”),这些复杂系统也受到很多因素的影响而变得复杂,其“相应的蝴蝶效应”是不可避免的。“今天的蝴蝶效应”或“广义蝴蝶效应”并不仅限于爱德华诺顿洛伦茨(edward norton lorenz)仅用于天气预报的蝴蝶效应,而是所有对初始值极其敏感的复杂系统的同义词或代名词,这意味着对于所有复杂系统,在一定的“阈值条件”下,其长期的、大范围的未来行为对初始条件的微小变化或偏差极其敏感,即初始值的微小变化或偏差将导致未来前景的巨大差异。

蝴蝶效应是指初始条件非常小的变化,经过不断的放大,会对其未来的状态产生很大的影响。有些小事可以混淆,有些小事如果被制度放大,对一个组织,一个国家都很重要,所以我们不能混淆。

“蝴蝶效应”一开始就是混沌的,是在不准确或不精确中产生的,所以什么事都有可能发生。

蝴蝶效应是混沌理论中的一个概念。指的是对初始条件敏感性的一种依赖:输入端的微小差异会迅速放大到输出端,蝴蝶效应在经济生活中随处可见。

科学家对混沌的定义是:混沌是指发生在确定性系统中的看似随机的不规则运动,但确定性理论所描述的系统的行为具有不确定性的特征——不可重复和不可预测,这就是混沌现象。进一步的研究表明,混沌是非线性动力系统的固有特性,是非线性系统中的普遍现象。牛顿的确定性理论可以完美处理大部分线性系统,大部分线性系统都是由非线性系统简化而来。因此,混沌在现实生活和实际工程技术问题中是普遍存在的。自从洛伦兹首次发现混沌现象以来,关于混沌的研究一直受到科学家、社会学家和人文学家的关注。研究混沌其实就是在无序中寻找有序,但当今世界还是有太多不可预测的,混沌的东西,这个话题一定会成为人类的问题。在这里,由于知识有限,我们只做了非常肤浅的介绍和介绍,希望更多的人能走进混沌之门,用更深的眼光去看这个世界。也许将来我们可以致力于这项研究。