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非線性中的蝴蝶效應是什麽?

蝴蝶效應是指壹個動態系統,初始條件下的微小變化可以導致整個系統長期的巨大連鎖反應。這是壹個混亂的現象。

美國氣象學家愛德華·洛倫茨(Edward lorenz)在1963提交給紐約科學院的論文中分析了這種影響。“壹位氣象學家提到,如果這個理論被證明是正確的,壹只海鷗扇動翅膀就足以永遠改變天氣。”在後來的演講和論文中,他使用了更多詩意的蝴蝶。對這種效應最常見的解釋是:“壹只蝴蝶在巴西扇動翅膀,壹個月後就能在德克薩斯州引發龍卷風。”

這句話的出處是氣象學家做了壹個電腦程序,可以模擬氣候變化,並用圖像顯示出來。最後他發現圖像很混亂,很像蝴蝶展開的翅膀。所以他用“蝴蝶拍動翅膀”的方式形象地解釋了這個數字,於是就有了上面的說法。

蝴蝶效應通常用於天氣、股票市場等在壹定時間內難以預測的復雜系統。這種效應說明事物發展的結果對初始條件極其敏感,初始條件的最小偏差都會造成結果的巨大差異。

蝴蝶效應在社會學中用來解釋壹個不好的微小機制,如果不及時引導和調整,會給社會帶來巨大的危害,被戲稱為“龍卷風”或“風暴”;壹個好的微小機制,只要引導正確,經過壹段時間的努力就會產生轟動效應,或者稱之為“革命”。

混沌中常出現蝴蝶效應。也稱為非線性。

給出準確的信息

蝴蝶效應是氣象學家Lorenz 1963提出的。壹只蝴蝶在南美洲亞馬遜盆地的熱帶雨林中偶爾扇動翅膀,可能會在兩周內在德克薩斯州引起壹場龍卷風。原因是蝴蝶翅膀的運動導致周圍空氣系統的變化,產生微弱的氣流,反過來又會引起周圍空氣或其他系統的相應變化,引起連鎖反應,最終導致其他系統的巨大變化。這種效應說明事物發展的結果對初始條件極其敏感,初始條件的最小偏差都會造成結果的巨大差異。

蝴蝶效應是混沌理論中的壹個概念。它指的是對初始條件敏感性的依賴。輸入端的微小差異會迅速放大到輸出端。蝴蝶效應在經濟生活中無處不在:中國宣布發射導彈,港臺6543.8+00億美元流向美國。蝴蝶效應(Butterfly effect)又稱臺球效應,是混沌系統對初值極其敏感的壹個比喻術語,也是非線性系統在壹定條件下(可稱為臨界條件或閾值條件)出現混沌現象的直接原因。

壹、蝴蝶效應的由來

蝴蝶效應起源於20世紀60年代初美國氣象學家洛倫茨的發現。在《混沌與分形理論的傳說——奇點的探索》等書中有這樣的描述:“1961年冬天的壹天,洛倫茨在皇家麥克比計算機上計算天氣預報。為了預報天氣,他用計算機求解了模擬地球大氣的13方程。為了研究壹個很長的序列,他走了壹條捷徑,不是讓計算機從頭開始運行,而是中途開始。他直接把最後的輸出打出來作為計算的初始值,然後穿過大廳下樓去喝咖啡。壹小時後,當他回來時,意想不到的事情發生了。他發現天氣從以前的模式迅速變化,不壹會兒,相似性完全消失了。進壹步的計算表明,投入的細微差異可能很快就會變成產出的巨大差異。計算機沒有任何問題,於是洛倫茨認定自己發現了壹種新現象:“對初始值的極端不穩定性”,即“混沌”,也稱“蝴蝶效應”。亞洲蝴蝶的拍打會讓幾個月後美國出現壹場比強風更厲害的龍卷風!這個發現嚴重到科學家都不理解,幾家科學雜誌也拒絕發表他的文章,認為這是“違背常識”:如果把相似的初值代入某些方程,結果應該是相似的,怎麽會相差很遠!原因是蝴蝶翅膀的運動導致周圍空氣系統的變化,產生微弱的氣流,反過來又會引起周圍空氣或其他系統的相應變化,引起連鎖反應,最終導致其他系統的巨大變化。線性是指量與量之間的比例和線性關系,代表空間和時間中有規律的平滑運動;而非線性是指非比例、非線性的關系,表現為無規律的運動和突變。比如:兩只眼睛的視力比壹只眼睛的視力多多少倍?很容易認為是兩次,其實是6 ~ 10次!這就是非線性:1+1不等於2。激光的產生是非線性的!當施加的電壓較小時,激光就像普通電燈壹樣,光向四面八方散射;當施加的電壓達到壹定值時,會突然出現壹個新的現象:被激發的原子仿佛聽到了“向右對齊”的命令,發出同相位同方向的單色光,也就是激光。非線性的特點是跨越所有職業,滲透所有領域,幾乎可以說是“無處不在”。“比如天體運動存在混沌;電、光、聲波的振蕩會突然陷入混沌;地磁場在400萬年內改變方向16次,也是因為混沌。甚至人類本身本來就是非線性的:與傳統思維相反,健康人的腦電和心跳不是有規律的,而是混沌的,混沌是生命力的表現。混沌系統對外界刺激的反應比非混沌系統更快。可見,非線性就在我們身邊,藏不住。這種現象叫做對初始條件的敏感依賴。在天氣預報中,這被稱為‘蝴蝶效應’。..... ""洛倫茨最初利用海鷗效應. "“Lorenz 1979 65438+2月29日在華盛頓美國科學促進協會的演講:‘可預測性:壹只蝴蝶在巴西扇動翅膀會在德克薩斯州引起龍卷風嗎?’"