什么是蝴蝶效应?这一现象是如何形成的?又是如何影响世界的?
蝴蝶效应源于混沌理论,用于描述看似无关的事物或条件(也称为初始条件)的微小变化如何影响大型复杂系统。对蝴蝶效应最常见的描述如下:南美洲的一只蝴蝶拍打翅膀会影响到德克萨斯州的天气,这意味着系统中一个部分的最微小变化会对另一个部分产生巨大影响。更广泛地说,蝴蝶效应可以解释为什么预测像天气这样的大型系统仍然不完全准确,因为有许多未知的变量需要追踪。
蝴蝶效应的概念是由美国数学家和气象学家爱德华-诺顿-洛伦兹首次提出的,他是混沌理论的创始人。有一次,当洛伦兹在计算机中运行一个全球气候模型时,他想节省一些时间,所以他用上次运行的一些结果作为初始条件(取一些重要的数字),并在中途开始运行模型。结果发现,从中间运行的模型的结果与从开始运行的模型的结果有很大的不同。洛伦兹和他那一代的大多数其他科学家认为,无论你从哪里开始,模型的输出都应该是一样的。但在现实中,小的变化会使输出有很大的不同。
基于这些结果,洛伦兹提出了后来被称为蝴蝶效应的说法。这表明,像天气这样的大型复杂系统具有非常敏感的依赖性,这意味着这种系统的发展取决于大量的因素,因此很难准确预测天气。
蝴蝶效应不仅仅适用于天气系统;事实上,任何复杂的系统都可能受到看似微小因素的影响。例如,太阳系中小行星的运动就很难预测。这是因为小行星的路径会受到太阳系中各种引力的影响,包括太阳、行星、卫星甚至其他小行星的引力。在人类行为中,微小的初始变化会使一些行为变得不可预测,一个人在小时候发生的事情会影响他或她的一生。