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混沌理论与非线性的生活

混沌理论与非线性的生活

作者: LEONESS | 来源:发表于2020-03-16 15:53 被阅读0次

那天清晨这两条小路一起静卧在

无人踩过的树叶丛中

哦,我把另一条路留给了明天!

明知路连着路,

我不知是否该回头。

我将轻轻叹息,叙述这一切

许多许多年以后:

林子里有两条路,我——

选择了行人稀少的那一条

它改变了我的一生。

——罗伯特·弗罗斯特《未选择的路》


其实我们的生活是非线性的。

多变的天气

约翰·冯·诺伊曼(美国第一批伟大的计算机科学家之一)有一个梦想。

1954年,他在世界上最大的计算机落成献词中预言,有朝一日,计算机将让三十天到六十天的气象预报成为可能。

今天计算机的威能已经超出了诺伊曼最疯狂的幻想,但计算机气象预报只不过略有改进。

两天内的预报现在已经相当可靠了,但五天内预报的可靠程度便大为降低。

为什么会有这种现象?原因是两个字:混沌。

假设我们了解了一个封闭系统所有的物理规律,是不是意味着,我们可以通过一个超级计算机对这个系统的未来,做出精确无误的预测?

理论上,这是可行的。

然而,混沌理论从理论上否定了这种可能性。

//在人们的数据中,哪怕最微不足道的不准确或不完备,都会随时间发生指数式的增长,最终使人们的预测全然无用。//

第一个理解了混沌原理的人并非物理学家或数学家。

爱德华·洛伦兹是一位气象学家,就是他第一个用偏微分方程描述气象变化。

……

在一篇短论文中,洛伦兹几乎几乎确定了混沌的所有主要组成部分:

对初始条件的敏感依赖性

受无限复杂而又优美的几何结构控制的长期行为

可以令混沌产生或消除的一个或几个参数

非线性但完全确定的动力学


Fumi Koike

我们的生活也是非线性的,而非单线程。

只需要一个念头,我们就可以去到另一座城市,生活在完全不同的一片人群中。

仅仅一个决定,就可能改变一个人整个人生的轨迹。

虽然线性带领人类发现牛顿的三定律,把宇航员和飞行器送入宇宙。

但是无法预测我们这个星球未来几周的准确天气,无法判断什么时候世界金融会发生震荡。

非线性的生活,把我们和一个个陌生人串联在一起,一个小小的变数,就可能让本可以陪伴彼此多年的朋友,擦肩而过。

分形

或许你有听说过//分形//这个几何学术语。

一个粗糙或零碎的几何形状,可以分成数个部分,且每一部分都(至少近似地)是整体缩小后的形状。

哪怕有细微的差别,这个几何形状重复成百上亿次之后,形成的图案可能与先前相差甚远。

这也是非线性非线性科学的前沿与重要分支。


在时间这个纵向维度上,我们的生活也非线性。

十年后,我们会在哪?中国还是其他国家?

我们在从事什?结识了什么样的人?

甚至于,我们是否还存在,都是未知数。

我们所处银河系这个系统,在这一刻,各种变量、物理规律是客观存在,但是我们始终无法预测一周后的所有故事。

Fumi Koike

非线性的未知,或许正是这个宇宙的一个可爱之处。

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