关于混沌的几点认识(摘自得到app《混沌》)
“蝴蝶效应”:“一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀,可以导致一个月后德克萨斯州的一场龙卷风”。蝴蝶效应就是混沌效应的集中体现,一点微小的扰动就会让系统未来的演化变得完全无法预测。
天气系统:一个天气系统可以用关于温度、气压和风速的方程来描述。但是,即使我们找到了描述天气的方程,我们也没办法进行长期的天气预报,因为一点小小的扰动就会让方程的解变得千差万别。
“三体问题”:指的是三个任意质量、初始位置和速度的天体,在万有引力的作用下的运动问题。这个问题看起来非常简单,它只涉及到了三个天体,而且支配它们运动的物理规律也很简单,就是万有引力。科学家们完全明白这个系统中的物理规律,然而如果要预测这三个天体运动情况,这个问题却异常困难。
混沌现象表现为系统对扰动的极端敏感性,即便我们认识了全部的物理规律,也并不代表我们对于系统未来的演化情况有百分之百的预测能力。
混沌系统中的规律性:一个混沌系统中存在着非线性的规律,还有可能存在统计规律。非线性的规律:比方说传染病系统作为一个混沌体系,在疾病大爆发的年份之后,下一次必然会出现疾病传播的小年,这个结果是确定的。统计规律:比方说蝴蝶效应的扰动有可能带来一场暴雨,但这场暴雨不能改变系统的统计性质。也就是说,蝴蝶没法让一个干旱的地区变成热带雨林。
应用:产生随机数。混沌提供了一种产生随机数的简单方法,只要选择一个起始点作为种子,代入到方程里不断迭代,我们就能获得一整条,看起来很像随机数的序列。
混沌这门新学科建立的三个重要因素:把握时机全力投入,学科交叉分工协作,注重推广展示。
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