混沌效应,混沌理论-世界的无序与有序

2023-03-19 13:44:53 游戏资讯 zhumx

蝴蝶效应跟连锁反应有什么不同?

蝴蝶效应是在一定条件下的连锁反应的结果。它与连锁反应不是一回事。

蝴蝶效应就是“混沌效应”。用数学的语言说,它是非线性系统中初值误差被非线性放大的结果。这里的关键是系统是非线性的,一般的连锁反应不一定发生在非线性系统中,系统可以是线性的。

蝴蝶效应是连续放大的,

连锁反应可以是平行的。

混沌理论-世界的无序与有序

先玩个游戏,石头剪刀布,我们无法准确预测对方下一次做出的手势;股票市场,无法准确预测近期的走势;晨起跑步,无法精确预测下一步所踏出的位置;观察海浪,无法确定下一个海浪拍打海岸的高度;观察云层,很难预测云层的下一步形状……

类似例子太多,世界有很多的不确定性,不重复性,不可预测性。这种现象,我们称为“混沌效应”,体现了世界的无序。

混沌,英文为chaos,意思是无序和混乱的状态。然而混沌作为一门科学发展至今,仍没有一个准确、完整、科学的定义,不同领域的科学家往往对其有不同的理解。

自然科学中,我们发现和总结了很多规律,有的发展成定律。比如经典力学中,惯性定律,万有引力定律。这些定律,可以用数学的方式量化,验证,呈现线性规律。但在世界中,却又存在很多现象,无法准确的数学模拟,呈现出非线性特征,出现无序特点。

我们从小学到大学,学的各种自然学科,大多是学的线性知识,也即规律性。比如数学物理化学生物地理医学等,是已经发现和总结的有序。同时,包括社会科学中的心理学,经济学,行为学,也是各种数据的统计,模拟的各种实验调查,得出的部分规律。这些规律,相对确定准确,体现出世界的有序性。

然而,我们已知的世界远远小于未知的世界。有太多的自然现象无法准确解释和预测,体现出一种无序性,不确定性,不可预测性。比如股票市场的随机漫步理论,股票短期内的价格,好像一个在广场随机漫步的人一样,你无法准确预测他下一步究竟落在什么位置,也无法准确知道他什么时候转弯什么时候折回。也好像大气云层,我们可以归纳统计一年中的大概变化。却无法准确预测一年后的今天,云层什么特点,是天晴还是下雨。

可见,世界是相对有序的确定性系统中,表现出局部的无序性。世界是有有序和混沌同时构成,类似于中国古代的阴阳,阴中带阳,阳中带阴,有序与混沌同时存在。

无序的混沌世界,也存在一些确定的特征。

* 对初值的敏感性

确定的规律是线性特征,总量等于分量之和。初值较小变化,对结果影响不大。但混沌世界是非线性特征,初值很小的变化,将会带来很大的结果改变。就好像美国气象学家洛伦兹所说“巴西的蝴蝶煽动翅膀,可能在美国德州引起一场龙卷风”,我们称之为蝴蝶效应。现实蝴蝶效应对人心理影响尤其明显,呈混沌效应难以准确预测。就好像美国的一头牛得了疯牛病,无限放大后,波及美国整个牛肉的屠宰行业和大豆玉米种植行业。中国近期的非洲猪瘟,波及整个中国生猪市场及近期中国人的饮食结构。西安奔驰女购买66万奔驰车漏油维权视频,影响了整个奔驰车的品牌和企业形象。朋友圈转发的槟榔致癌文章,影响了海南的槟榔价格跌至底谷,槟榔行业受重挫。

这都是微小的初值,导致结果的重大改变。是一种混沌现象的蝴蝶效应,对初值及其敏感。尤其作用于人的心理时,更加难以评估和预测。

* 分形理论

分形理论指局部与整体的高度相似性。

在自然界中,很多混沌现象无法预测。但观察整体与局部,又呈现出相似性。比如树枝的分叉,整体海岸线与局部海岸线,河流的整体'状态与局部状态,人的血管分流形态,人的心肺分流状态,都呈现出整体与局部的相似性。曼德勃罗利用在ibm工作的机会,利用计算机计算,也模拟出多种分形图形。如上帝的指纹,基本数学公式Z=Z^2+C,类似分形图形还很多。

分形理论重大意义,在于可以重新认识混沌。无论多复杂的世界,都源于简单的初始。宇宙中所有的复杂性,及其无尽魅力,都来源于毋庸思索的简单规则的不断重复。

以此为基础,我们可以对身边的混沌未知,做分形剖解。把复杂的问题分形简单化,要实现复杂的目标,从分形的简单积累入手。

比如,人一年的工作生活状态是混沌的,无法准确预测,存在太多的不确定性。但按照分形理论,一年的工作生活状态和你每一天的工作生活状态又及其相似。

你这一年懵懵懂懂,分形到每一天,也可见太多无所事事的日子。你这一年收获满满,分形到每一天,也是有计划有目的的充实。所以,希望一年有收获,一生有收获,要实现这个复杂的目标,可以简化到一天,把每一天的时间规划好使用好,其一年甚至一生的结局就好。因为一天是一生的缩影,是一生的分形。

混沌是世界的本质,有序是人类的梦想,线性的有序和非线性的混沌共同构成世界。我们必须客观认识世界,认识混沌,认识分形,一切复杂源于简单。从简单的初始实现复杂的混沌,尽可能的构建自己相对有序的人生。

混沌效应为什么不能玩

混沌效应目前除了肉鸽元素较为薄弱,更大的缺点是在肉鸽设计上过于保守,尤其是制作人说因为作为肉鸽的限制而没有考虑加入角色大招。

为什么物理学家把我们所说的蝴蝶效应和混沌效应画等号?

 有许多人因为电影的名字叫《蝴蝶效应》,所以认为电影的故事是蝴蝶效应的表现,是混沌理论的产物,从他们的发言看,他们对所谓的蝴蝶效应混沌理论根本就是一窍不通,完全是在自己想当然。甚至可以看见这样一些令人喷饭的话,有个叫“小非”的人说“《蝴蝶效应》是部阐述拓扑学经典作品”,这位不仅是不懂混沌理论,还把数学里的拓扑同混沌的名字都混了起来。还有一个叫“朗_朗”的人煞有介事的说“《一只蝴蝶拍一下翅膀会不会在德克萨斯州引起龙卷风?》,这是美国气象学家洛伦芝(Lorenz)于1960年代提交的一篇论文。有些耸人听闻,亚马逊流域的一只蝴蝶扇动翅膀,会掀起密西西比河流域的一场风暴。

洛伦芝把这种现象戏称做“蝴蝶效应”。影片的灵感即来源于此著名的混沌理论。”真不知道Lorenz究竟什么时候写过这么一个论文,洛伦芝又究竟什么时候说过只要蝴蝶扇动翅膀就会引起风暴的话来,混沌现象是一种普遍存在的复杂的运动形式。是确定论系统所表现的内在随机行为的总称,其根源在于系统内部的非线性交叉耦合作用,而不在于大量分子的无规则运动。

再者,作以下的界定也是必要的。即我们所讲的混沌现象是比较广义的,即不仅讨论混沌状态下的运动变化过程,也讨论由有序向混沌演化的特点。对于以上论断及种种概念后面都要慢慢解释的。但为了方便学习,要先明确几点。随机性是概率论的语言,大体就是偶然性、混乱、无规则的意思。

长期以来,人们对牛顿力学对运动的描述具有确定性这一点深信不疑。因为用牛顿定律解题,结果总是确定的。所以,人们认为只要初始条件确定,系统未来的运动状态也就完全确定了下来,初始条件的细微变化对运动不会产生本质的影响,而只能使运动状态产生微小的变化。也就是说,用牛顿力学描述的运动都是规则的,系统的行为都是确定的。

混沌理论(Chaos Theory)

2021年诺贝尔物理学奖授予日裔美籍著名气象学家真锅淑郎和德国著名气象学家克劳斯·哈塞尔曼两位教授,以表彰他们“为地球的气候进行物理建模,量化其可变性并可靠地预测全球变暖”。

诺奖官网这样解读,所有复杂系统都由许多相互作用的不同部分组成。几个世纪以来,物理学家一直在研究它们,而它们很难用数学方法来描述——系统中可能有数目众多的组件,也可能受偶然因素的支配。复杂系统也可能是混沌(chaotic)的,比如天气,初始数值的微小偏差会导致后期的巨大差异。今年的获奖者都为获得有关此类系统及其长期发展的更多知识作出了贡献。

随着科学的发展及人们对世界认识的深入,混沌理论越来越被人们看作是复杂系统的一个重要理论,它在各个行业的广泛应用也逐渐受到人们的青睐。

1.混沌理论( Chaos theory )是数学的一个分支,主要研究动力系统的混沌状态,所谓的混沌状态,其实是一种由确定的规则所产生的看起来随机的现象。在复杂系统中,混沌与秩序同时并存。

1)混沌系统之所以看起来混乱,是因为它对初始误差非常敏感,导致我们无法准确预测混沌系统的长期行为。

2)而初值敏感性的产生机理,就在于非线性相互作用的存在。

非线性系统是一种输出的变化与输入的变化不成比例的系统,非线性系统和线性系统最大的差别在于,非线性系统可能会导致混沌、不可预测,或是不直观的结果。

非线性示例:人口增长曲线

蝴蝶效应是一个最著名混沌效应,描述了如何在一个确定性非线性的一个状态的微小变化可以导致大的差异在后来的状态(意味着有对初始条件的敏感依赖)。这种行为的一个隐喻是,一只蝴蝶在南美亚马逊扇动它的翅膀可以引起北美德克萨斯的飓风。