书名:复杂(第一推动丛书·综合系列)
作者:梅拉妮·米歇尔
译者:唐璐
出版社:湖南科学技术出版社
出版时间:2018-01-01
ISBN:9787535794369
第2章 动力学、混沌和预测
一、精确预测是不可能的
1、测不准原理
1927年,海森堡(Werner Heisenberg)提出了量子力学中的“测不准原理”,证明不可能在准确测量粒子位置的同时,又准确测量其动量(质量乘以速度)。
- 对于其位置知道得越多,对于其动量就知道得越少,
反过来也是一样。
不过,海森堡原理还只是限制了对量子世界微观粒子的测量,大多数人都只是觉得它挺有趣,但是对宏观尺度上的预测——比如天气预报——应该没有多大影响。
2、混沌系统的重击
- 然而混沌的发现给了精确预测的梦想最后一击。
- 混沌指的是一些系统——混沌系统——对于其初始位置和动量的测量如果有极其微小的不精确,也会导致对其的长期预测产生巨大的误差。
- 也就是常说的“对初始条件的敏感依赖性”。
3、对初始条件的敏感依赖性
- 对初始条件的敏感依赖性指的是,
如果系统是混沌的,在测量初始位置时即使只有极其微小的误差,在预测其未来的运动时也会产生巨大的误差。
对于这样的系统(飓风就是例子),一点点误差,不管多小,也会导致长期预测很不精确。
这一点很不符合直觉,事实上,很长一段时间里,科学家们都认为这不可能。
- 然而,混沌现象在很多系统中都被观测到了,心脏紊乱、湍流、电路、水滴,还有许多其他看似无关的现象。
- 现在混沌系统的存在已成为科学中公认的事实。
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