蝴蝶效应是什么(蝴蝶效应是谁提出的)

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蝴蝶振一振翅膀,就能引发一场混乱。类似的蝴蝶效应不仅在生活中很常见,在浩瀚的宇宙也同样常见。比如一颗大的掠日彗星撞击太阳,极有可能会导致一系列未知事件的发生。因为太阳是混沌的,你永远不能准确知晓它将会引发什么。这就好比天气系统不能100%的做出预报,再好比是引力的摄动,都存在着极大的未知。

从太阳系和小行星带看宇宙中的蝴蝶效应

太阳系是怎么形成的?这一答案的产生最早源自星云说。早期的太阳系是一大团氢分子云,这些氢分子云起初可能是受到附近的超新星激波的扰动,密度开始变得不均匀,最终形成了我们目前的太阳系。试想如果这些氢分子云没有受到影响,也就意味着没有太阳系的形成。而如果没有太阳系的存在,很可能就没有如今的我们。这就像如果地球距离太阳再近一点或远一点,而不是处于适居带区域,那么我们的生命也将不复存在。

小行星带位于火星与木星之间,这里有成千上万的小行星。木星每一次强大引力的摄动,都将导致小行星的“乱串”,谁也预测不到什么时候它会撞向哪颗行星。可见,每一个看似微小的扰动,都有可能给地球带来灾难。

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主要的小行星带(以白色显示)位于火星和木星轨道之间。从天球北极观察。图Mdf. Translated to traditional Chinese by Patrick Rowe.

什么是蝴蝶效应?

首先,你需要了解什么是蝴蝶效应?简单来说,就是一个极为微小的变化,将引发一系列连锁式的变化。

一个经典的例子:蝴蝶煽动一下翅膀,将会引起明显的天气变化。这种现象如果用来说明日常生活,就是您现在做的每一个动作,都将影响您下一秒要做的事。更准确的说,是将会影响下一个普朗克时间。

在混沌理论中,蝴蝶效应和初始状态的敏感依赖性有关。这个术语是由美国气象学家爱德华·罗伦兹(Edward Lorenz)提出的。他发现一只蝴蝶即使在很遥远的地方煽动几下翅膀,也会对龙卷风有所扰动。

罗伦兹在他的天气模型数值中,植入了一些看似无关紧要的初始条件数据,结果他发现新产生的数据和之前的并不一致,也就是说初始条件的微小变化,将会产生一些截然不同的结果,这种现象被他称作“蝴蝶效应”。

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二维相空间中的点吸引子,图:Indolences