蝴蝶效应(蝴蝶效应什么意思)
1.“蝴蝶效应”说的是:一只南美洲亚马逊河边热带雨林中的蝴蝶,煽动几下翅膀,就有可能在两周后引起美国德克萨斯的一场龙卷风。因为蝴蝶翅膀的运动,引起其身边微弱的气流的产生,引起空气系统发生变化,最终导致整个系统的变化。
2.还有一种说法,说一匹战马因为断了一个钉子,导致掉了一个蹄铁,打仗时奔跑摔了一跤,摔死了一位将军,结果战争失败了,国家灭亡了。无论是蝴蝶效应还是蹄铁效应讲的都是一个道理:一个微小的纰漏如果任其发展,都可能引发巨大的连锁反应,导致问题。
3.生活中也不乏这样的例子,一点点小事最后导致不可控制的结果。
4.如果你认为蝴蝶效应只是一部由阿什顿-库彻和艾米-斯马特主演的可怕的2004年电影,那么再想想吧。这部电影只是对一个更古老的概念的新诠释。
蝴蝶效应是指小的、看似微不足道的事件最终可能导致更大的后果--换句话说,它们对非常复杂的系统有非线性的影响。例如,当一只蝴蝶在印度扇动翅膀时,气压的微小变化最终可能导致爱荷华州的龙卷风。
在上述影片中,库彻的角色找到了一种方法,可以穿越时空回到他的童年。每次他进行这种旅行时,他都会以不同的方式做一些小事--但这些微小的变化最终会对他的成年生活产生重大(和可怕的)影响。
蝴蝶效应 "一词是由麻省理工学院的气象学教授爱德华-洛伦兹在20世纪60年代提出的,他当时正在研究天气模式。他设计了一个模型,证明如果你比较两个表明当前天气的起点,它们彼此接近,很快就会渐行渐远--后来,一个地区可能会出现严重的风暴,而另一个地区则很平静。
当时,天气统计学家认为,你应该能够根据历史记录来预测未来的天气,看看在条件与现在相同的时候发生了什么。洛伦兹对此表示怀疑。他正在运行一个计算机程序来测试各种天气模拟,他发现将一个变量从0.506127四舍五入到0.506极大地改变了他模拟中的两个月的天气预测。
他的观点是,长期的天气预报几乎是不可能的,这在很大程度上是因为人类没有能力衡量大自然令人难以置信的复杂性。有太多的细微变量可以作为支点,串联成更大的后果。
正如科学记者Peter Dizikes在《波士顿环球报》中写道。
洛伦兹指出:"自然界'无数'的相互联系意味着一只蝴蝶的扇动可能导致一场龙卷风--或者,据我们所知,可能阻止一场龙卷风。同样,如果我们对自然界进行哪怕是微小的改变,"我们将永远不知道如果我们不打扰它,会发生什么,"因为随后的变化太过复杂和纠结,无法恢复以前的状态。
因此,虽然人们经常认为蝴蝶效应意味着微小的变化可以产生大的后果(而且我们可以跟踪这种进展,看看什么变化导致了什么),但洛伦兹想说的是,我们无法跟踪这些变化。我们真的不知道到底是什么原因会导致一个天气模式走向一个方向而不是另一个方向。
洛伦兹在1963年的一篇题为 "确定的非周期性流动 "的论文中向公众介绍他的工作时,把这称为 "对初始条件的敏感依赖"。("蝴蝶效应 "一词是他在后来的演讲中创造的。)这篇论文很少被其他研究人员引用--至少在一开始是这样。
蝴蝶效应和混沌理论
后来,其他科学家意识到洛伦兹的发现的重要性。他的见解为被称为混沌理论的数学分支奠定了基础,即试图预测那些本质上不可预测的系统行为的想法。
你每天都可以看到蝴蝶效应的实例。天气只是一个例子。气候变化是另一个例子。因为,事实证明,气候变暖正在影响--适当地影响--北美的高山蝴蝶的物种。
"气候变化预计会产生一些大的影响,如对一些物种来说太热或对其他物种来说太干,但也会有几乎无穷无尽的较小的间接影响,"社区生态学家和数据科学家、阿尔伯塔大学的博士后Alessandro Filazzola通过电子邮件说道。
"在我们的研究中,我们研究了这些间接影响之一,并看到未来的气候将如何慢慢导致一只蝴蝶和其宿主植物的空间位置不匹配。作为一个毛毛虫,这种蝴蝶只以这种类型的植物物种为食,所以任何不匹配的范围都会导致蝴蝶的下降。"
他补充说,如果我们暂停一下,想想食物网中的所有其他物种,突然就有可能有许多物种受到影响--而不仅仅是一只小蝴蝶。这就是蝴蝶效应的作用,是大规模的。
"例如,以该蝴蝶为食的动物和以这些动物为食的动物,或者其他昆虫物种一起,甚至是其他蝴蝶呢?我们的项目是相当受控的,因为我们的蝴蝶物种只吃一种植物,但当你考虑整个生态系统时,这个逻辑是保持的(只是测量起来更棘手)"。
当我们开始考虑一个小的变化如何能迅速导致很多意外的后果时,自然就会引起关注。