什么是蝴蝶效应?
蝴蝶效应通常的解释为一只蝴蝶在天空中飞翔的振翅,可能在世界的另一端引发龙卷风,当然这之间并没有什么绝对的联系。蝴蝶效应是一个理念,生活中即使你做出非常微小无关紧要的选择,也可能会对以后的生活产生巨大影响。
这个理念是在上世纪60年代美国气象学家洛伦兹提出的,也可以换一个角度来理解,那就是我们有多大把握能够预测未来。如果时间回到300年前,牛顿提出了他的运动及引力定律后,天体的运动似乎都是可预测的,比如我们可以准确地预测出几世纪之后的日食的出现。
但是牛顿本人意识到有些问题并不那么容易适应他的方程,特别是三体问题。所以计算地球围绕太阳的运动很简单,只有这两个物体,但再加上一个比如月球,这就变得几乎不可能了。
而200多年后,洛伦兹来试图制作地球大气的基本计算机,模拟时第一次模拟之后,他尝试再模拟一次,但第二次的模拟结果出来之后和第一次的完全不同。洛伦兹首先想到的是可能计算机出了故障,但真正的原因是因为打印机四舍五入到3位小数,而计算机计算到了6位小数。
所以当他输入那些初始条件时,小于1/1000的差异在短时间内创造了完全不同的结果。当时的数学家认为,如果在一开始的条件稍微改动一点点,对最后的结果影响不会太大,这是符合逻辑的。但往往现实就是这么残酷,所以混沌论走了进来。
混沌理论的定义是对初始条件的敏感依赖性,但混沌的同时是不是也可以是确定性的?如果每次的初始条件都完全相同,比如小数点后面的无限小数,如果每次的初始条件有极其微小的不同,哪怕小数点后的第一万位不同,也可能导致最终的结果天差地别。
问题就是我们不可能给出完全相同的初始条件,即使今天有了超级计算机,提前一周以上的天气预报也是如此困难。所以即使人类已经了解了宇宙的基本规律,但任何一个微小的初始条件差别就可能导致对预测和假设带来巨大的差别。
那我们有多大几率?能够准确地预测未来至少在混沌理论中几乎不太可能,就像对天气的预测一样,越往后预测就越不准确。