混沌教程 什么是混沌理論?
什么是混沌理論?混沌理論:19世紀(jì)末,瑞典國(guó)王奧斯卡二世提出了一個(gè)懸賞性的問(wèn)題:地球所在的太陽(yáng)系是否是一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),即星系是否有一天會(huì)崩潰。萬(wàn)有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律可以很好地解釋和計(jì)算兩顆恒星
什么是混沌理論?
混沌理論:19世紀(jì)末,瑞典國(guó)王奧斯卡二世提出了一個(gè)懸賞性的問(wèn)題:地球所在的太陽(yáng)系是否是一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),即星系是否有一天會(huì)崩潰。萬(wàn)有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律可以很好地解釋和計(jì)算兩顆恒星在引力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。要計(jì)算太陽(yáng)系中由9顆行星和太陽(yáng)組成的10個(gè)恒星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,首先要從3顆恒星在該引力作用下的動(dòng)力學(xué)計(jì)算入手。法國(guó)數(shù)學(xué)家龐加萊也參加了這個(gè)獎(jiǎng)勵(lì)問(wèn)題的競(jìng)賽。在為這個(gè)看似簡(jiǎn)單的雙體問(wèn)題再添一顆恒星的過(guò)程中,他有了一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn):由三顆恒星組成的動(dòng)力系統(tǒng)不能給出一個(gè)確定的最終解(也就是說(shuō),三顆恒星的軌道不能永久預(yù)測(cè))。這一重要結(jié)論開(kāi)辟了一個(gè)新的研究領(lǐng)域:混沌理論。多年后,美國(guó)氣象學(xué)家愛(ài)德華·洛倫茨發(fā)表了《氣象學(xué)》中的“蝴蝶效應(yīng)”,指出在氣象動(dòng)力系統(tǒng)中,初始條件的極小變化將導(dǎo)致最終結(jié)果的劇烈變化。它被描述為“南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的一只蝴蝶,偶爾拍打翅膀,會(huì)在兩周后在得克薩斯州引發(fā)龍卷風(fēng)。”。三體問(wèn)題和蝴蝶效應(yīng)是混沌動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)特性的體現(xiàn)。
一般來(lái)說(shuō),混沌理論有兩個(gè)重要的基礎(chǔ):一是非線性數(shù)學(xué)系統(tǒng):由引力平方反比公式導(dǎo)出的動(dòng)力微分方程是一個(gè)非線性系統(tǒng);二是系統(tǒng)中大量個(gè)體(或長(zhǎng)時(shí)間)引起的多次迭代。
混沌在一定程度上動(dòng)搖了人類對(duì)世界的認(rèn)知觀。拉普拉斯理想中的絕對(duì)可知論(拉普拉斯惡魔)和當(dāng)時(shí)人們對(duì)科學(xué)還原論無(wú)限可能性的遐想,幾乎被混沌和20世紀(jì)初的另兩大哲學(xué)發(fā)現(xiàn)(量子力學(xué)和哥德?tīng)柌煌耆恚┧鶕魯?。但正因?yàn)槿绱?,人們?duì)自然的認(rèn)識(shí)上升到了一個(gè)新的高度。一個(gè)熟悉的世界向人類揭開(kāi)了神秘的面紗。它的背后是一個(gè)巨大而未知的領(lǐng)域
混沌理論相當(dāng)簡(jiǎn)單,即:簡(jiǎn)單的模式重復(fù)可以產(chǎn)生極其復(fù)雜的結(jié)果。當(dāng)然,如果樣本數(shù)足夠大或者重復(fù)次數(shù)足夠大,結(jié)果是隨機(jī)的,不可預(yù)測(cè)的。例如,面對(duì)一塊空白的圍棋板,第一個(gè)太陽(yáng)黑子將有361個(gè)地點(diǎn)可供選擇。當(dāng)白色的落下時(shí),它將面臨360個(gè)選擇。當(dāng)輪到太陽(yáng)黑子的時(shí)候,還有359個(gè)選擇,如果把棋子放在靠近白色棋子的位置,就意味著攻擊對(duì)手。如果把棋子放在黑色棋子的周圍,就意味著聚集力量。因此,小棋盤上的變量應(yīng)該是361×360×359或361!有人曾經(jīng)計(jì)算過(guò),這個(gè)變化相當(dāng)于10768,但沒(méi)有人知道這個(gè)數(shù)字是多少,所以3000多年來(lái)沒(méi)有一個(gè)相同的棋局。
宇宙的混沌開(kāi)始于一個(gè)簡(jiǎn)單且可重復(fù)的模式,但在這個(gè)無(wú)限重復(fù)的過(guò)程中,最不重要且隨機(jī)的因素的介入可能會(huì)改變所有發(fā)展的軌跡。我們都知道蝴蝶效應(yīng)。在南美洲亞馬遜河流域的熱帶雨林中,一只蝴蝶偶爾扇動(dòng)翅膀。兩周后,美國(guó)西海岸得克薩斯州爆發(fā)龍卷風(fēng)。宇宙的演化就像蝴蝶效應(yīng)。偶然的動(dòng)態(tài)可能涉及更多的變化和影響。變量太多太復(fù)雜,不確定性成為常態(tài)。作為宇宙的混沌狀態(tài),第一種是動(dòng)態(tài)的,第二種是非線性的。因此,平衡與靜態(tài)的物種、單一與封閉的物種注定無(wú)法適應(yīng)宇宙的混沌與動(dòng)蕩,更不能面對(duì)各種變數(shù)。
宇宙混沌是一種什么狀態(tài)?
中國(guó)有很多種餛飩,三角餛飩就是其中之一。
如何做三角餛飩?首先,把餡料放在餛飩皮上,然后從對(duì)角線向上折疊,形成三角形,用餡料包起來(lái)。為了安全起見(jiàn),我在周圍的皮膚上放了一點(diǎn)水,最后把三角餛飩折起來(lái)。兩個(gè)角連接成一個(gè)三角形的餛飩,也可以看作是一個(gè)寶物。在這個(gè)時(shí)候,吃完餛飩,你就可以享受美味了。