混沌理论公式 混沌理论与风水


混沌理论不是糊涂理论,不是宣扬真理的理论,也不是意识形态,是辩证之道,自然之道,是发展着的关于世界的认识论和方法论 。
混沌是一个由非线性效应引起的一个相当独特的现象,具有对初值的敏感性、无周期性、长期不可预测性以及分形性和普适性等特点 。混沌理论则是研究这一类典型现象的理论,是系统从有序突然变为无序状态的一种演化理论,是对确定性系统中出现的内在"随机过程"形成的途径、机制的研讨 。

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01混沌理论是什么,从蝴蝶效应出发混沌理论起源于自然领域的学者对于大自然许多不可解释与预期现象的一种诠释,对于复杂多变的宇宙事物,甚至于社会科学领域,都是这一派学者所追求的主要课题 。这些不同向度的系统,都具有共同的特性,也就是它们在变化无常的演绎背后,呈现出某种无法理解的不确定规则 。而混沌理论的学者,就是试图去了解与掌握这些存在于秩序、复杂与混沌边缘的变动原理 。
中国的《礼记·经解》说过:"君子慎始,差若毫厘,谬以千里 。"这本是警世之言,类似的现象也常发生在科学领域之中,例如1962年发现的"蝴蝶效应" 。
爱德华·诺顿·罗伦兹(图1),美国的气象学家,被称为混沌理论之父,也是"蝴蝶效应"的发现者 。他自小喜欢科学,最感兴趣的就是天气变化 。1938年他从达特茅斯学院毕业,1940年进入哈佛大学获得数学第二专业的学位,"二战"期间,作为气象预报员,在美国陆军航空兵团服役 。1943年获得麻省理工学院理科硕士学位后,罗伦兹留校任教并从事气象研究,"蝴蝶效应"的发现就从这里开始 。
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为了研究全球气象规律,罗伦兹提出了一个简化的数学模型,这是一个具有三个变量的微分方程,后来被称为罗伦兹方程 。根据这个方程组,他使用计算机对全球天气进行模拟运算 。一开始,他在方程的初始条件中,输入了一个只保留到小数点后第三位的数据,即0.506,得出了一个气象的预测结果 。为了找到更精确的结果,他又把这个初始数据增加到小数点后的第六位,即0.506127,希望预测得更准确些 。由于计算机运算要等待一段时间,他出去喝了一杯咖啡 。等他回来时,出乎意料的事情发生了,新的结果与他的期望大相径庭,不仅没有更精确,反而面目全非 。他重新检查了方程与数据,甚至连计算机也检查了一遍,一切运转正常 。
通过这一奇异的现象,罗伦兹有了一个新发现,有些问题对最初的数据非常敏感,事端的微小变化将对后果产生不可估量的影响 。这表明,在客观事物的发展中,既有规律可循的因素,又存在着不可预测的变数 。在一定的条件下,这些变数会影响到全局 。这正应了中国的那句古话"差若毫厘,谬以千里" 。
罗伦兹对这一现象做了详细的论证,于1962年11月18日,写出论文,题目是"确定性的非周期流",这篇论文于1963年1月7日刊登在美国《气象学报》上 。这篇论文指出,在一些既不是完全周期性,也不是完全随机性的事物里,事情的演变规律对最初的条件非常敏感,细微的一点改动将可能影响到全局的变化 。由于当时计算机描述的无规律气象图线像一只蝴蝶,罗伦兹就把这一现象叫做"蝴蝶效应" 。从"蝴蝶效应"伊始,以气象为主题,他开始了对混沌现象的研究 。
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1972年12月29日,罗伦兹在美国科学促进学会第138次会议上,发表题为"蝴蝶效应"的演说 。他从所发现的"蝴蝶效应"起,提出了混沌学的概念,并一语双关地为混沌学提出了一个貌似荒诞的例子:在巴西有一只蝴蝶拍打翅膀,能在美国得克萨斯州引发一场龙卷风 。他的这一说法给人印象深刻,最初一刹那,人们会嘲笑这件事荒唐,然而仔细推敲,这一说法却令人着迷,不仅在于大胆的想象力,更在于其深刻的科学内涵与哲学魅力 。


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