爱德华·诺顿·洛伦茨做梦,研究害人的龙卷风从何而来,他在梦中练就了时光倒推术,可以通过时间倒推来研究任何东西变化的根源。
他喊了一声:“变。”
世界的一切都变得倒着来,龙卷风也开始倒着转。
他喊了一声:“快!”
时间倒流速度加快,他开始最终龙卷风的来源。
只见龙卷风跨越很长的距离,也变得越来越小,最后变成普通的风,而这个普通的风也越来越小,最后只来源于草丛中一个蝴蝶煽出的风。
他惊呆了,这样的过程重复了几次,发现都是同样的结果,一个蝴蝶煽出了龙卷风。
洛伦兹对蝴蝶说:“你创造了一场灾难,你知道吗?”
蝴蝶说:“我哪里知道,我只不过是一个在草丛中偏偏起舞的飞碟而已。在这个世界上,有很多一样想要运动的东西,你能保准哪一个会引发重大灾难?”
洛伦茨醒了,认为天气的变化有一定的复杂性。
这个复杂性颠覆了经典物理学中每个物质可测的想法。
本来,洛伦茨认为天气变化具备预测性,自己模拟了个地球大气,让地球大气自己运转,看看能不能对应实际生活中的大气,已达到预测天气的效果。
计算机计算出天气的变化性之后,洛伦茨就可以把模拟出来的天气情况做一个有周期的表,这样地球上的天气也有这样的周期性,我就可以预测的。
“只是希望这个时间不会太久,一万天的周期规律变化还是可以接受的。”
想想心里也挺美的,自己成为一个真正可以准确预测天气的人。
做完之后,模拟的是地球上没有海洋的,爱德华认为需要加一个跟地球上海洋一样的东西。
做完之后,模拟的是没有太阳的,加上太阳。
做完之后,模拟是没有公转和自转的,加上公转和自转的这种效应。
做完之后,模拟是没有具体地貌的,加了接近地球的地貌,还把地球的椭球性加进去。
模拟之后,洛伦茨看到没有周期性,十分不规律,达不到自己想要的。
洛伦茨在想,那势必是有哪个因素影响了,他逐个去除地貌、公转自转、太阳和海洋。
看看单单一个圆球上挂大风,会出现什么。
模拟的结果中,一开始是一个有规律的变化,但是时间越久,越是一种规律的像是无数的饼子压扁而折叠的循环而已。
洛伦茨看不到这个气候会跟现在的地球有什么相似的地方。
洛伦茨试图加了一丁点海水,模拟的上亿年的时间,发现乱七八糟,一点周期性也没有。
洛伦茨做了多个模拟,发现只有加一丁点的,哪怕是蝴蝶大小的东西,就比起什么都不加的样子要混乱很多,而且所用时间不长。
如果加入蝴蝶大小的东西,那么几天后在某一个地方居然出现了飓风。
洛伦茨心里极为惊讶,才知道蝴蝶可以引发一场飓风,这太惊人了。
所以系统性的东西的运动状态,由于相互影响的缘故,导致会有极其大的变化。
这种变化就称之为混沌效应。
混沌有随机性、有敏感性、分维的自相似结构。
这是一种非线性系统。
有很多模型可以描述,比如:双摆、三体运动、气象、心律紊乱,云彩分布等等。
后来为了让混沌描述准确,就实用电路方法来理解混沌中的模型。
洛伦兹在想:混沌态构造无理数混沌不可测,根据结构和初使状态,产生无理数,这个无理数确定,可以预测。精确度问题不可能,但跟混沌数相关。稳定混沌系统,可以预测,比如三体。稳定混沌状态,从任何一刻开始向下的运动都可与混沌数联系,以此可以做出预测。混沌分类,简单分类,复杂分类。
他毫无思路,只知道当下任何随机数都有周期性。这些周期性也能用傅立叶分析出对应三角函数提炼出来。想要让这些随机数分布没有周期性,只能让他们试图变得无法傅立叶级数可分离才行。混沌学可以产生随机数,因为混沌绝对没有周期。
只有在达到很多的量时,才有一种统计学的稳定的某个状态。像图灵发现的牛斑。这就是细胞数量过多的结构。很多结构过多是,都会有一种稳定态。大量偶然行为,到达一定数量是形成必然。这是统计学,所以统计学是链接偶然与宏观混沌现象的一个桥梁。