蝴蝶效应(The Butterfly Effect),由美国气象学家洛伦兹1963年提出。
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,都将可能会引起结果的极大差异。
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什么是蝴蝶效应
蝴蝶效应,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。
蝴蝶效应是一种混沌现象,说明了任何事物发展均存在定数与变数,事物在发展过程中其发展轨迹有规律可循,同时也存在不可测的“变数”,往往还会适得其反,一个微小的变化能影响事物的发展,证实了事物的发展具有复杂性。
蝴蝶效应的起源
1963年的一次试验中,美国麻省理工学院气象学家洛伦兹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,在一次科学计算时,洛伦兹对初始输入数据的小数点后第四位进行了四舍五入。他把一个中间解0.506取出,提高精度到0.506127再送回,前后计算结果却偏离了十万八千里!前后结果的两条曲线相似性完全消失了。根据常识,同样的程序和数据显然会导致同样的结果。但是第二次的预报结果与上一次大不一样。开始他认为是计算机的故障,排除了这种可能后,他发现,他输入的不是完整的数据。再次验算发现计算机并没有毛病,洛伦兹发现,由于误差会以指数形式增长,在这种情况下,一个微小的误差随着不断推移造成了巨大的后果。洛伦兹在美国《气象学报》上发表了题为"确定性的非周期流"的论文,提出了在确定性系统中的非周期现象。第二年,他发表了另外一篇论文,指出对于模式中参数的微小改变将导致完全不一样的结果,使有规律的、周期性的行为,变成完全混乱的状态。
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,怎么能大大远离呢!
1972年美国科学发展学会第139次会议上,洛伦兹发表了题为“可预测性:巴西一只蝴蝶扇动翅膀,能否在得克萨斯州掀起一场龙卷风”的演讲。他认为,一个微小的初始条件变化可能导致一连串逐渐放大的改变,最终导致完全不同的结果--这个看似荒谬的论断,打碎了所有人关于”因果决定论可预测度"所存的幻想,最终产生了当今世界最伟大的理论之一——“混沌理论”。
于是,洛伦兹认定,他发现了新的现象:事物发展的结果,对初始条件具有极为敏感的依赖性。他