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什么是蝴蝶效应或蜜蜂效应?

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什么是蝴蝶效应或蜜蜂效应?


        

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  • 2008-04-19 20:16:36
      蝴蝶效应是气象学家洛伦兹1963年提出来的。 
    其大意为:一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇动几下翅膀,可能在两周后引起美国德克萨斯引起一场龙卷风。其原因在于:蝴蝶翅膀的运动,导致其身边的空气系统发生变化,并引起微弱气流的产生,而微弱气流的产生又会引起它四周空气或其他系统产生相应的变化,由此引起连锁反应,最终导致其他系统的极大变化。
       此效应说明,事物发展的结果,对初始条件具有极为敏感的依赖性,初始条件的极小偏差,将会引起结果的极大差异。 “蝴蝶效应”在社会学界用来说明:一个坏的微小的机制,如果不加以及时地引导、调节,会给社会带来非常大的危害,戏称为“龙卷风”或“风暴”;一个好的微小的机制,只要正确指引,经过一段时间的努力,将会产生轰动效应,或称为“革命”。
       一、蝴蝶效应的由来 蝴蝶效应来源于美国气象学家洛仑兹60年代初的发现.在《混沌学传奇》与《分形论——奇异性探索》等书中皆有这样的描述:“1961年冬季的一天,洛仑兹(E.Lorenz)在皇家麦克比型计算机上进行关于天气预报的计算.为了考察一个很长的序列,他走了一条捷径,没有令计算机从头运行,而是从中途开始.他把上次的输出直接打入作为计算的初值,然后他穿过大厅下楼,去喝咖啡.一小时后,他回来时发生了出乎意料的事,他发现天气变化同上一次的模式迅速偏离,在短时间内,相似性完全消失了.进一步的计算表明,输入的细微差异可能很快成为输出的巨大差别.这种现象被称为对初始条件的敏感依赖性.在气象预报中,称为‘蝴蝶效应’.……”“洛仑兹最初使用的是海鸥效应.”“洛仑兹1979年12月29日在华盛顿的美国科学促进会的演讲:‘可预言性:一只蝴蝶在巴西扇动翅膀会在得克萨斯引起龙卷风吗?’” 二、蝴蝶效应的含义 某地上空一只小小的蝴蝶扇动翅膀而扰动了空气,长时间后可能导致遥远的彼地发生一场暴风雨,以此比喻长时期大范围天气预报往往因一点点微小的因素造成难以预测的严重后果.微小的偏差是难以避免的,从而使长期天气预报具有不可预测性或不准确性.这如同打台球、下棋及其他人类活动,往往“差之毫厘,失之千里”、“一着不慎,满盘皆输”. 长时期大范围天气预报是对于地球大气这个复杂系统进行观测计算与分析判断,它受到地球大气温度、湿度、压强诸多随时随地变化的因素的影响与制约,可想其综合效果的预测是难以精确无误的、蝴蝶效应是在所必然的.我们人类研究的对象还涉及到其他复杂系统(包括“自然体系”与“社会体系”),其内部也是诸多因素交相制约错综复杂,其“相应的蝴蝶效应”也是在所必然的.“今天的蝴蝶效应”或者“广义的蝴蝶效应”已不限于当初洛仑兹的蝴蝶效应仅对天气预报而言,而是一切复杂系统对初值极为敏感性的代名词或同义语,其含义是:对于一切复杂系统,在一定的“阈值条件”下,其长时期大范围的未来行为,对初始条件数值的微小变动或偏差极为敏感,即初值稍有变动或偏差,将导致未来前景的巨大差异,这往往是难以预测的或者说带有一定的随机性. 我们可以用在西方流传的一首民谣对此作形象的说明。
      这首民谣说: 丢失一个钉子,坏了一只蹄铁; 坏了一只蹄铁,折了一匹战马; 折了一匹战马,伤了一位骑士; 伤了一位骑士,输了一场战斗; 输了一场战斗,亡了一个帝国。 三、产生蝴蝶效应的内在机制 所谓复杂系统,是指非线性系统且在临界性条件下呈现混沌现象或混沌性行为的系统.非线性系统的动力学方程中含有非线性项,它是非线性系统内部多因素交叉耦合作用机制的数学描述.正是由于这种“诸多因素的交叉耦合作用机制”,才导致复杂系统的初值敏感性即蝴蝶效应,才导致复杂系统呈现混沌性行为. 目前,非线性学及混沌学的研究方兴未艾,这标志人类对自然与社会现象的认识正在向更为深入复杂的阶段过渡与进化. 从贬义的角度看,蝴蝶效应往往给人一种对未来行为不可预测的危机感,但从褒义的角度看,蝴蝶效应使我们有可能“慎之毫厘,得之千里”,从而可能“驾驭混沌”并能以小的代价换得未来的巨大“福果”. 关于蜜蜂效应 蜜蜂效应来自美国密执安大学教授卡尔·韦克转述的一个绝妙的实验。
      韦克是一个著名的组织行为学者,著有《组织的社会心理学》等书 。 韦克把六只蜜蜂和六只苍蝇各自装进一个玻璃瓶中,然后将瓶子平放,让瓶底朝着窗户,观察的结果是,蜜蜂不停地想在瓶底上找到出口,一直到它们力竭倒毙或饿死;而苍蝇则会在不到两分钟之内,穿过另一端的瓶颈逃逸一空 韦克认为--事实上,正是由于蜜蜂对光亮的喜爱,由于它们的智力,蜜蜂才灭亡了。
       蜜蜂以为,囚室的出口必然在光线最明亮的地方;它们不停地重复着这种合乎逻辑的行动。对蜜蜂来说,玻璃是一种超自然的神秘之物,它们在自然界中从没遇到过这种突然不可穿透的大气层;而它们的智力越高,这种奇怪的障碍就越显得无法接受和不可理解。 那些愚蠢的苍蝇则对事物的逻辑毫不留意,全然不顾亮光的吸引,四下乱飞,结果误打误撞地碰上了好运气;这些头脑简单者总是在智者消亡的地方顺利得救。
      因此,苍蝇得以最终发现那个正中下怀的出口,并因此获得自由和新生。 韦克总结到:“这件事说明,实验、坚持不懈、试错、冒险、即兴发挥、最佳途径、迂回前进、混乱、刻板和随机应变,所有这些都有助于应付变化。” “当每人都遵循规则时,创造力便会窒息。
       ”。

    1***

    2008-04-19 20:16:36

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