什么叫“蝴蝶效应”?

发布网友发布时间：2022-05-01 10:20

共10个回答

热心网友时间：2022-06-14 00:31

　　“蝴蝶效应”，俗称“非线性”。

　　什么是蝴蝶效应呢？我先从美国麻省理工学院气象学家洛伦兹（Lorenz）的发现谈起。为了预报天气，他用计算机求解仿真地球大气的13个方程式。为了更细致地考察结果，他把一个中间解取出，提高精度再送回。而当他喝了杯咖啡以后回来再看时竟大吃一惊：本来很小的差异，结果却偏离了十万八千里！计算机没有毛病，于是，洛伦兹（Lorenz）认定，他发现了新的现象：“对初始值的极端不稳定性”，即：“混沌 ”，又称“蝴蝶效应”，亚洲蝴蝶拍拍翅膀，将使美洲几个月后出现比狂风还厉害的龙卷风！

　　这个发现非同小可，以致科学家都不理解，几家科学杂志也都拒登他的文章，认为“违背常理”：相近的初值代入确定的方程，结果也应相近才对，怎幺能大大远离呢！

　　线性，指量与量之间按比例、成直线的关系，在空间和时间上代表规则和光滑的运动；而非线性则指不按比例、不成直线的关系，代表不规则的运动和突变。如问：两个眼睛的视敏度是一个眼睛的几倍？很容易想到的是两倍，可实际是 6－10倍！这就是非线性：1＋1不等于2。

　　激光的生成就是非线性的！当外加电压较小时，激光器犹如普通电灯，光向四面八方散射；而当外加电压达到某一定值时，会突然出现一种全新现象：受激原子好象听到“向右看齐”的命令，发射出相位和方向都一致的单色光，就是激光。

　　非线性的特点是：横断各个专业，渗透各个领域，几乎可以说是：“无处不在时时有。”

　　如：天体运动存在混沌；电、光与声波的振荡，会突陷混沌；地磁场在400万年间，方向突变16次，也是由于混沌。甚至人类自己，原来都是非线性的：与传统的想法相反，健康人的脑电图和心脏跳动并不是规则的，而是混沌的，混沌正是生命力的表现，混沌系统对外界的刺激反应，比非混沌系统快。

　　由此可见，非线性就在我们身边，躲也躲不掉了。

　　1979年12月，洛伦兹（Lorenz）在华盛顿的美国科学促进会的一次讲演中提出：一只蝴蝶在巴西扇动翅膀，有可能会在美国的德克萨斯引起一场龙卷风。他的演讲和结论给人们留下了极其深刻的印象。从此以后，所谓“蝴蝶效应”之说就不胫而走，名声远扬了。

　　“蝴蝶效应”之所以令人着迷、令人激动、发人深省，不但在于其大胆的想象力和迷人的美学色彩，更在于其深刻的科学内涵和内在的哲学魅力。

　　混沌理论认为在混沌系统中，初始条件的十分微小的变化经过不断放大，对其未来状态会造成极其巨大的差别。我们可以用在西方流传的一首民谣对此作形象的说明。这首民谣说：

　　丢失一个钉子，坏了一只蹄铁；

　　坏了一只蹄铁，折了一匹战马；

　　折了一匹战马，伤了一位骑士；

　　伤了一位骑士，输了一场战斗；

　　输了一场战斗，亡了一个帝国。

　　马蹄铁上一个钉子是否会丢失，本是初始条件的十分微小的变化，但其“长期”效应却是一个帝国存与亡的根本差别。这就是军事和*领域中的所谓“蝴蝶效应”。

　　有点不可思议，但是确实能够造成这样的恶果。一个明智的领导人一定要防微杜渐，看似一些极微小的事情却有可能造成集体内部的分崩离析，那时岂不是悔之晚矣？横过深谷的吊桥，常从一根细线拴个小石头开始。

　　参考资料：http://www.sangnan.com/cgi-bin/topic.cgi?forum=2&topic=1697

热心网友时间：2022-06-14 01:49

蝴蝶效应是美国气象学家洛伦芝（Lorenz）于1963年提出来的。该论文名叫《一只蝴蝶拍一下翅膀会不会在德克萨斯州引起龙卷风？》。其大意为：一只南美洲亚马孙河流域热带雨林中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，可能在两周后引起美国德克萨斯引起一场龙卷风。其原因在于：蝴蝶翅膀的运动，导致其身边的空气系统发生变化，并引起微弱气流的产生，而微弱气流的产生又会引起它四周空气或其他系统产生相应的变化，由此引起连锁反映，最终导致其他系统的极大变化。

洛伦芝把这种现象戏称做"蝴蝶效应"，意思即一件表面上看来毫无关系、非常微小的事情，可能带来巨大的改变。

（此效应说明，事物发展的结果，对初始条件具有极为敏感的依赖性，初始条件的极小偏差，将会引起结果的极大差异。）

“蝴蝶效应”在社会学界用来说明：一个坏的微小的机制，如果不加以及时地引导、调节，会给社会带来非常大的危害，戏称为“龙卷风”或“风暴”；一个好的微小的机制，只要正确指引，经过一段时间的努力，将会产生轰动效应，或称为“*”。

这儿还有一部关于“蝴蝶效应”的影片：http://www.5see.com/pianku/newline/2004/butterfly/

热心网友时间：2022-06-14 03:23

何谓蝴蝶效应？先从美国麻省理工学院气象学家洛伦兹（Lorenz）的发现谈起。为了预报天气，他用计算机求解仿真地球大气的13个方程式。为了更细致地考察结果，他把一个中间解取出，提高精度再送回。而当他喝了杯咖啡以后回来再看时竟大吃一惊：本来很小的差异，结果却偏离了十万八千里！计算机没有毛病，于是，洛伦兹（Lorenz）认定，他发现了新的现象：“对初始值的极端不稳定性”，即：“混沌 ”，又称“蝴蝶效应”，亚洲蝴蝶拍拍翅膀，将使美洲几个月后出现比狂风还厉害的龙卷风！
　　
　　　　这个发现非同小可，以致科学家都不理解，几家科学杂志也都拒登他的文章，认为“违背常理”：相近的初值代入确定的方程，结果也应相近才对，怎幺能大大远离呢。desperate 的理解可能放在整体上，可是蝴蝶效应说的就是“一件事”对结果的影响，就象只改动了一点数据计算的结果都会相差十万八千里。“蝴蝶效应”之所以令人着迷、令人激动、发人深省，不但在于其大胆的想象力和迷人的美学色彩，更在于其深刻的科学内涵和内在的哲学魅力。而恰好就是这一点让人很难理解

热心网友时间：2022-06-14 05:15

蝴蝶效应是指在一个动力系统中，初始条件下微小的变化能带动整个系统的长期的巨大的连锁反应。

美国气象学家爱德华·罗伦兹（Edward Lorenz）1963年在一篇提交纽约科学院的论文中分析了这个效应。“一个气象学家提及，如果这个理论被证明正确，一个海鸥扇动翅膀足以永远改变天气变化。”在以后的演讲和论文中他用了更加有诗意的蝴蝶。对于这个效应最常见的阐述是“一个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。”

蝴蝶效应通常用于天气，股票市场等在一定时段难于预测的比较复杂的系统中

热心网友时间：2022-06-14 07:23

1961年，美国气象学家洛仑兹在进行长期天气预报的数值运算时，将初始数据舍去了一个很小的尾数，结果发现，运行结果仅在开始时的一小段与原始结果偏差很小，之后偏差越来越大，直到最后得出了完全相反的结果。造成这一偏差的原因自然是稍微改动了一下初值。因此洛仑兹认定这组方程对初始值有高度的敏感性，他形象的比喻为“蝴蝶效应”。意思是说：一只蝴蝶煽动翅膀所引起的气流扰动可能会发展成一场“巨大风暴”，也可能会将一次原本应该产生的风暴消灭与无形之中。真可谓失之毫厘，差之千里。洛仑兹实际上证明了混沌的一个基本特征。
拉普拉斯的决定论观点在物理学中影响极为深远，即使出现了量子力学，出现了关于概率的自恰的诠释，仍有很多人没有放弃决定论的尝试。对于统计的解释长期以来就存在两种对立的说法，一种是把统计的必要性归结为自由度和方程数目太多了，不可能列举出全部的初始条件，模型中存在一些次要的未考虑的因素（这些因素统称隐变量），（拉普拉斯非常推崇概率论，他认为未来人类的知识结构中一定是概率占了绝大部分，他本人也对概率论做出了突出贡献，他对概率的理解应该是属于这一类。）另一种观点强调，统计规律性是复杂系统规律性的后果，决不能将它还原为力学规律，物质运动和结构由低级到高级的发展是统计规律性的结果，决不应该来自力学描述中没有计入的次要因素（隐变量）。
近年来对非线性的研究，科学家们越来越倾向于第二种说法，尽管隐变量可能也起到了一些作用。在牛顿力学体系中，对系统大都进行线性化处理，忽略掉一些次要因素，线性处理对人们观念产生的一个重要影响就是，认为在很长时间内，未来都是可以预测的。近三十年来，随着各种观测手段的完善和计算技术的发展，许多非线性问题正在逐步解决，也展现出一些直接冲击传统观点的结果。
非线性科学有六个重要的研究领域：混沌、分形、模式形成、孤立子、元胞自动机和复杂系统，其中混沌和分形是前沿。从数学上，非线性系统不满足叠加原理，因此无法利用数学的傅里叶分析，至今非线性仍是数学谜题，绝大多数非线性问题无法有效解决。现实世界里，小至单摆，大至天体的天地万物都是非线性的，只是牛顿力学中进行了线性化处理（比如单摆，认为摆角很小）。叠加原理的失效直接导致了系统复杂性的产生。非线性的实质是事物之间的相互作用，若把一个系统分成N个子系统，若子系统间没有相互作用，则叠加原理有效，我们可以比较容易的描述（比如理想气体）。非线性的基本特点是产生多样性与多尺度性，混沌和分形只能在非线性系统中产生。现以混沌为例简要介绍。
混沌是非线性系统的最典型行为，它起源于非线性系统对初始条件的敏感依赖性（蝴蝶效应）。早在20世纪初，庞加莱就已在著名的三体问题中仔细研究过，他发现三体运动极为复杂，轨道的复杂性令人震惊，甚至都不想画出来。混沌现象的发现有两个重要意义，（1）：人们发现一个决定论系统的行为处于混沌状态时，似乎是完全随机的。仅这一点就迫使所有的实验科学家重新考察他们的数据，去研究数据的随机形究竟是隐变量引起的还是决定论的混沌现象。（2）：人们发现即使看上去很简单的系统（比如单摆、三体运动）也能产生混沌而表现得相当复杂。这一点启发我们，许多真实系统观察到的复杂行为，很可能只有一个简单的起源。混沌的出现导致了真实系统行为的不可预测性。这是因为，（1）：系统对初始条件有相当敏感的依赖性（2）：实际测量中我们只能得到存在误差的近似结果作为初始条件。但是一个决定论混沌系统，尽管看起来相当复杂，似乎完全随机，但是却蕴藏着规律与秩序，因此短期预报是可行的。复杂系统行为的短期预测已经成为混沌的一个重要应用。混沌的另一个重要应用是可以用微小的扰动对混沌系统进行控制，这一技术已成功应用于各种机械的、电子的、激光的、化学的系统和心脏组织的控制上。
混沌理论的成功开启了复杂性科学研究之门，它突破了人们的一个心理障碍：没有一个复杂系统会因为太复杂而不可触摸，人类已经到了直面复杂系统，攻克复杂性难题的时代。复杂性科学的研究论题极为广泛，包括人类语言、生命起源、计算机、演化生物学、经济学、心理学、生态学、免疫学、自旋玻璃、DNA、蜂群、地震、自组织等等。它使我们有理由相信，客观世界是非线性的，而产生现实世界迷人的复杂性的根本原因就是系统的非线性。有序与无序的相互影响，简单与复杂的重叠交错，构成了复杂的现实世界。同时我们更有理由相信，世界是统一的，服从简单的完美的统一的规律，甚至会有一个简单的起源。而在由简单到复杂构成复杂世界的过程中扮演重要角色的一定会有这位成员：非线性。
自从热力学第二定律建立起来后，就一直伴随着争论，一是热寂说，已经在大爆炸模型前破产了，一是与生物进化论的冲突。科学家们都很清楚，如果无法从物理的角度解释进化论，无法解释生命现象，就无法摆脱宗教与玄学的干扰与纠缠。现在，我们终于可以自豪的说，热力学与进化论并不矛盾，无序到有序的进化过程符合物理学的标准。这一切要感谢普里高京学派的工作……

参考资料：http://post.baidu.com/f?kz=13618063

热心网友时间：2022-06-14 11:11

一个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.就是这样！！！

热心网友时间：2022-06-14 15:15

建议你去看看《罗拉快跑》，我认为这就是在描述蝴蝶效应。很棒的电影。

热心网友时间：2022-06-14 19:37

一个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。”

热心网友时间：2022-06-15 00:15

蝴蝶的两片翅膀可以带来一场台风

热心网友时间：2022-06-15 05:09

前面的楼主回答的很好，很精彩