美國數學家約克和他的研究生李在1975年的論文《第三周期的混沌》中首次引入了“混沌”這個名稱。美國氣象學家洛倫茨在20世紀60年代初研究天氣預報中的大氣流動時，揭示了混沌的兩個基本特征:不可預測性和對初始條件極其敏感的依賴性。同時，他也發現，看似混亂的混沌，還是有壹定的有序性的。1971年，法國科學家羅爾和托根斯從數學角度提出了納維爾-斯托克斯方程湍流解的機理，首次揭示了準周期湍流的路徑和相空間中奇異吸引子的存在，是現代科學最有力的發現之壹。1976年，美國生物學家梅在對季節繁殖昆蟲年種群的模擬研究中，首次揭示了通過倍周期分岔實現混沌的途徑。1978年，美國物理學家費根鮑姆對梅的昆蟲種群模型重新進行計算機數值實驗時，發現了兩個常數，稱為費根鮑姆常數。這引起了數學物理領域的廣泛關註。同時，Mandelbrot用分形幾何描述了壹大類復雜的、不規則的幾何對象，使奇異吸引子具有了分形維數，促進了混沌理論的研究。20世紀70年代末，科學家在許多確定性系統中發現了混沌。混沌作為壹門學科目前還在討論中，沒有形成完整成熟的理論。
但也有科學家對混沌理論評價很高，認為“混沌是物理學的第二次革命”。但也有人認為這似乎有點誇張。其應用前景有待進壹步揭示。然而，混沌理論的研究與協同學和耗散結構理論密切相關。它們在從無序向有序轉化和從有序向無序轉化的研究課題上有著相同的任務，所以混沌理論也是自組織系統理論的組成部分。近年來，科學家在混沌控制研究方面取得了重要進展，實現了第壹類混沌，即時間序列混沌的控制實驗。英國和日本科學家仍在試驗利用混沌信號隱藏機密信息的信號傳輸方法。
當混沌出現時，經典科學就結束了。長期以來，世界各地的物理學家壹直在尋找自然的秩序，但面對大氣、洶湧的海洋、野生動物數量的驟增或驟減、心臟跳動和大腦的變化等無序現象，他們卻相當無知。自然界這些不規則的部分是不連續的，不規則的，這在科學上壹直是個謎。
但在20世紀70年代，美國和歐洲的少數科學家開始突破混亂，尋找出路。包括數學家、物理學家、生物學家和化學家，所有人都在尋找各種不規則相。生理學家從人類心臟產生的混亂中發現了令人驚訝的秩序，這是神秘猝死的主要原因。生態學家研究數量的波動，經濟學家挖掘股價數據嘗試新的分析方法。這些洞見開始浮現，帶領我們走向自然世界——雲的形狀，閃電的路徑，血管的微纏繞，星星的聚集。
從研究者的無知到加入世界新科學的瘋狂。十年後，混沌已經成為壹場代表重塑科學體系的洶湧運動，到處都是關於混沌理論的會議和期刊。在預算中，政府在軍隊、中央情報局和能源部投入了更多的研究經費來探索混亂，並設立了專門的部門來處理經費的收支。在每壹所大學和聯合研究中心，理論家們都把混沌視為同性戀事業，其次才是他們的專業。在羅薩拉莫斯，已經建立了壹個集成混沌和其他相關問題的非線性研究中心，全國各地的各個校區都出現了類似的機構。
混沌創造了不同的技能，例如使用計算機和處理特殊圖形，以及在復雜的外觀下捕捉奇妙和微妙的結構模式。這門新科學已經衍生出自己的語言，有獨特的技術術語——分形、分叉、間歇、周期、折疊毛巾、相位微分和光滑的面條圖。就像傳統物理學中的誇克和膠子是物質的新元素壹樣，對於壹些物理學家來說，混沌是壹門發展中的科學而不是壹個成品，是壹種形成而不是壹種存在。
混亂似乎無處不在:上升的香煙煙霧爆發出瘋狂的煙霧漩渦，旗幟在風中來回擺動，水龍頭從穩定的滴水變成了壹片混亂。混沌還出現在天氣變化、飛機的航道和高速公路上交通群的堵車、地下油管的輸送流動；無論使用什麽媒介，所有的行為都遵循這個新發現的規律。這種經歷也開始改變企業家做出保險決策的方式，天文學家觀察太陽系，政治學者討論武裝沖突的壓力。
混沌超越了不同科學學科的界限，因為它是各種系統的宏觀相，它匯集了世界各地的思想家。壹位管理科學預算的海軍軍官曾對壹群數學家、生物學家、物理學家和醫生說:“15年前，科學正進入壹場陷入困境的危機，但這種精細的分工卻因為混沌理論而被戲劇性地整合了。”新科學最狂熱的支持者認為，20世紀科學中只有三部代代相傳的著作:相對論、量子力學和混沌理論。他們認為混沌已經成為本世紀物理科學的第三次偉大革命。和前兩次革命壹樣，混沌理論推倒了牛頓物理學中被奉為圭臬的信條。正如壹位物理學家所說:相對論否定了牛頓對絕對時空的描述；量子論否定了牛頓可控測量過程的夢想；混沌理論粉碎了拉普拉斯關於因果決定論可預測性的幻想。
混沌理論的革命適用於我們看得見摸得著的世界，在人類的尺度上發揮作用。世界中的日常生活經驗、個人和真實場景成為合適的研究對象。很長壹段時間，有壹種不常公開表達的感覺——理論物理似乎離人類對世界的直覺很遠(比如妳真的相信羽毛和石頭下落的速度是壹樣的嗎？伽利略從比薩斜塔上扔下壹個球體的故事是壹個神話！沒有人知道壹個新理論會成為壹個堅實的異端還是僅僅是壹個普通的異端，但對於壹些走投無路的物理學家來說，混沌理論是他們新的出路。
混沌理論的研究是從原來物理學範疇的落後部分凸顯出來的。粒子物理主宰二十世紀的全盛時期已經過去，用粒子物理術語解釋自然規律的局限性，除了最簡單的系統，對大多數問題幾乎是無能為力的。就可預測性而言，兩個粒子在雲實驗室中繞著壹個加速器賽跑並最終碰撞是壹回事，但對於在簡單導管中緩慢移動的流體、地球的天氣或人類的頭部則完全不同。
當混沌革命繼續發展時，頂級物理學家發現自己舒適地回到了人類尺度上的壹些現象。他們不僅研究星雲，還開始研究雲。他們不僅在克雷超級計算機上，而且在麥金塔上進行了卓有成效的計算機研究。壹流期刊發表文章，講壹個球在桌子上跳的奇怪力量，和量子力學的文章平起平坐。最簡單的系統也會產生令人困惑的可預測性問題。盡管如此，秩序還是會突然從這些系統中出現——秩序和混亂。只有壹門新的科學可以把微觀聯系起來:例如，壹個水分子、壹個心臟組織細胞、壹個中子；以及數百萬個宏觀物體的集體行為。
觀察瀑布底部兩個相鄰的泡泡，妳能猜出它們在瀑布頂部時有多遠嗎？其實是沒有痕跡的，就像標準物理學認為的，好像上帝偷偷把所有的水分子放在壹個黑盒子裏攪拌。通常物理學家看到這麽復雜的結果，都會去找復雜的原因。當他們看到事物進出系統的混沌關系時，他們認為任何現實可行的理論都有必要人為地加入擾動或誤差，加入隨機因素。現代對混沌理論的研究始於20世紀60年代，逐漸認識到壹個相當簡單的數學方程可以描述壹個像瀑布壹樣粗糙和不可預測的系統。只要壹開始輸入很小的差異，很快就會導致相反的結果。這種現象被稱為“對初始條件的敏感依賴”。比如在天氣現象中，這可以半開玩笑地解釋為眾所周知的蝴蝶效應——壹只蝴蝶今天在北京展開翅膀，會擾亂空氣，可能引發下個月紐約的風暴。
當混沌理論的探索者們開始回憶新科學的發展時，他們追溯到過去知識領域的許多破舊的路徑。但是其中有壹點特別清楚。對於革命征途上的年輕物理學家和數學家來說，蝴蝶效應是他們相同的起點。