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蝴蝶效應
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angelefly天使鷹-親愛的孩子
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太陽戲迷

蝴蝶效應
混沌理論
 
美國有位氣象學家:愛德華.諾頓.洛侖茲(E.Lorenz)。
 
1961年的某個冬天,他如往常一樣在辦公室操作氣象電腦。平時,只需要將
溫度、溼度、氣壓等氣象數據輸入,電腦就會依據建的三個微分方程式計
算出下一刻可能的氣象數據,然後以數據模擬出氣象變化圖。
 
這一天,洛侖茲想更進一步瞭解某段氣象的後續變化,他把某時刻的氣象數
據重新輸入電腦,讓電腦計算出更多的後續氣象變化。
 
當時,電腦處理數據資料的速度不快,在結果出來之前,他去喝杯咖啡和同
事閒聊一個小時,當他回到實驗室時,倣真係統已經運行了兩個月氣象變化
圖,不過氣象變化資料令他目瞪口呆。
 
新資料和原始資料兩相比較,兩資料的初期數據還差不多,但是,越到後期,
兩資料的數據差異就越大了,就像是兩筆不同的氣象資料。
 
問題並不出在電腦,是在他輸入的數據差了 0.000127,這些細微的差異,經
過一段時間的放大,卻造成天壤之別。洛侖茲不信邪,更換初始數據再演算
幾次,每一次所得到的結果都差距巨大,屢試不爽。
 
經過無數次演算,洛侖茲發現其中有原理:
預測氣象,以一組數據,以一定計算公式演算,可以算出一個預測結果。
但是,如果初始數據改變,不管改變多麼微小,即使計算公式不變,算出的
結果是完全不同。而事實上氣象數據是不停地在改變,預測數值也隨著改
變,因此氣象很難預測。更何況,初始數據之改變無原則,而環境演變又無
序,在無原則又無序的混沌環境下要長期準確預測天氣是不可能的事。
  
洛侖茲把他的發現寫成研究論文,於 1963 年以「混沌理論」發表在《大氣
科學雜誌》上,但未獲得外界的注意。
 
1979 年 12 月 2 9日,洛侖茲以:“一隻蝴蝶在巴西扇動翅膀,會在美國德州
引起龍捲風嗎?”為主題,在華盛頓美國科學促進會演講,發表「混沌理論
-蝴蝶效應」。
 
洛侖茲說:
“一隻蝴蝶扇動翅膀產出的能量當然不可能引起台風,但是即使是微小的能
量,如果經過長時間的連鎖反應,無限放大後,有可能引起大台風”,
 
進而再說:
“正如因初始數據之改變電腦無法預測長期未來氣象一樣,人也無法預測未
來局面。因此,在混沌環境裡發生的任何小事情,如經過長時間的連鎖反
應,無限放大,有可能引起巨大變動”。
 
洛侖茲的新發現,引起科學界轟動,從此「混沌理論-蝴蝶效應」聞名四方,
完全推翻了自十七世紀以來科學家所追求的統一秩序與平衡理論。
 
「混沌理論-蝴蝶效應」目前已擴及數學、物理、力學、天文、氣象、生態、
社會科學等。讓大家都知道:這個世界是在無窮無盡的交互作用下存在,而
充滿了高度不穩定。
  
 
渾沌是亂,混混亂亂,無原則無秩序的狀態,是不測風雲背後之難以捉摸的
能量。大如無秩序的大氣、騷動的海洋、民族問題,恐怖活動,經濟大波動,
小如心臟跳動、或腦部病變等等,所謂專家和科學家對這些都顯得相當的無
知,政治家對這些都顯得相當的無奈。
  
我們可以用流傳在西方世界的一首民謠來對此形象說明。
這首民謠說:
丟失一個釘子,壞了一隻蹄鐵;
壞了一隻蹄鐵,折了一匹戰馬;
折了一匹戰馬,傷了一位騎士;
傷了一位騎士,輸了一場戰鬥; ‘
輸了一場戰鬥,亡了一個帝國。
 
馬蹄鐵上的一個釘子是否丟失,本來是一個十分微小微小的初始條件,但經
過長期不斷任意放大,連鎖反應,卻影響到一個帝國的存亡。
 
這個故事應驗「混沌理論」所說:
在混沌環境下發生的微小變數,經過連鎖反應,長期放大,變數巨大。
反過來說,巨大變數的原因,始於初始數據之微小變動,經過連鎖反應,長
期放大所致的。
 
這個故事也証明「蝴蝶效應」所說:
任何人、事、物,如果發生異狀,不管多微小,讓其繼續放大,可能招福,
也可能成災。人不能預測未來,危機的發生,事前無力預知,事後束手無策。
 
“蝴蝶效應”的得名來自洛侖茲模型中一個奇怪的吸引子,它的形狀從一定
的角度看很像一只展翅的蝴蝶。

                                                        
 
1919年,希特勒在墨尼黑加入德國工人黨,這是微乎其微的小事情,這同
時,有一隻蝴蝶開始扇動翅膀,只沒有人知道而已。之後希特勒不斷加強
德國軍備,然而臨近西歐國家卻拱手讓其坐大。經過20年的混沌歲月,長
期連鎖反應無限放大後,終於在1939年發生第二次世界大戰。整個歐洲烽
火連天近六年,犧牲數千萬人命,輸贏雙方皆損失慘重。這是蝴蝶效應。
 
蝴蝶效應往往給人一種對未來不可預測的危機感。但是,也使我們有可能
“慎之毫釐,得之千里”,從而可能“駕馭混沌”之希望,教我們能以小小
的代價換得未來的巨大“福果”。
 
星星之火‧足以燎原,一根稻草足以絆倒一個人,
不能忽視任何小事故、小變化,要及時大事化小事,小事化無事,
也許這也是蝴蝶效應的啟示。
 
                                                                                                       

-angelefly天使鷹
最佳副市長就是我 FUN-Learning2.0
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