Butterfly Effect - 蝴蝶效應


蝴蝶效應(Butterfly Effect)是1972在美國科學發展學會(AAAS)第139次會議上, 由美國的氣象學家Edward Lorenz提出。就像電影中的一句話,Does the flap of a butterfly's wings in Brazil set off a tornado in Texas? 「一個蝴蝶在巴西輕拍翅膀,可以導致德克薩斯州產生一場龍捲風?」他的比喻及演講和結論給人們留下了極其深刻的印象。從此以後,所謂「蝴蝶效應-Butterfly Effect」之說就不脛而走,名聲遠揚。而蝴蝶效應只是混沌理論中的一個概念。90年代以後的科學家將其現象應用在科學上才說成「混沌理論」。

確切的說蝴蝶效應是指在一個動力系統中,初始條件下微小的變化能帶動整個系統的長期的巨大的連鎖反應,這是一種混沌現象。簡單的熱對流現象居然能引起令人無法想像的氣象變化,產生所謂的「蝴蝶效應」。亦即某地下大雪,經追根究底卻發現是受到幾個月前遠在異地的蝴蝶拍打翅膀產生氣流所造成的。

混沌理論認為在混沌系統中,初始條件的十分微小的變化經過不斷放大,對其未來狀態會造成極其巨大的差別。我們可以用在世界的西方流傳的一首民謠對此作形象的說明。這首民謠說:

丟失一個釘子,壞了一隻蹄鐵;
壞了一隻蹄鐵,折了一匹戰馬;
折了一匹戰馬,傷了一位騎士;
傷了一位騎士,輸了一場戰鬥;
輸了一場戰鬥,亡了一個帝國。

馬蹄鐵上一個釘子是否會丟失,本是初始條件的十分微小的變化,但其「長期」效應卻是一個帝國存與亡的根本差別。往往因一點點微小的因素造成難以預測的嚴重後果.微小的偏差是難以避免的,從而使長期天氣預報具有不可預測性或不准確性.這如同打臺球、下棋及其他人類活動,往往「差之毫釐,失之千里」、「一著不慎,滿盤皆輸」。

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