“蝴蝶效應”與“人生哲學”

“蝴蝶效應”是近代物理學的重要理論，到底什么是蝴蝶效應呢?很多老師和同學都很感興趣，很多相關資料都是用數學公式來說明，難以看懂，于是筆者用淺顯的語言來闡述，僅希望各位讀者能夠理解蝴蝶效應的大概內容。

1 蝴蝶效應的由來

蝴蝶效應來源于美國氣象學家洛倫茲20世紀60年代初的發現。在《混沌學傳奇》與《分形論——奇異性探索》等書中皆有這樣的描述：“1961年冬季的一天，洛倫茲(E．Lorenz)在皇家麥克比型計算機上進行關于天氣預報的計算。為了考察一個很長的序列，他走了一條捷徑，沒有令計算機從頭運行，而是從中途開始。他把上次的輸出直接打入作為計算的初值，然后他穿過大廳下樓，去喝咖啡。一小時后，他回來時發生了出乎意料的事，他發現天氣變化同上一次的結果偏離巨大，在短時間內，相似性完全消滅了。進一步的計算表明，輸入的細微差異可能很快成為輸出的巨大差別。這種現象被稱為對初始條件的敏感依賴性。在氣象預報中，稱為“蝴蝶效應”（洛倫茲最初使用的是“海鷗效應”）。洛倫茲1979年12月29日在華盛頓的美國科學促進會的演講：“可預言性：一只蝴蝶在巴西扇動翅膀會在得克薩斯引起龍卷風嗎?”其原因在于：蝴蝶翅膀的運動，導致其身邊的空氣系統發生變化，并引起微弱氣流的產生，而微弱氣流的產生又會引起它四周空氣或其他系統產生相應的變化，由此引起連鎖反應，最終導致其他系統的極大變化。

此效應說明，事物發展的結果，對初始條件具有極為敏感的依賴性，初始條件的極小偏差，將會引起結果的極大差異。

2 蝴蝶效應的含義

某地上空一只小小的蝴蝶扇動翅膀而擾動了空氣，長時間后可能導致遙遠的彼地發生一場暴風雨，以此比喻長時期大范圍天氣預報往往因一點點微小的因素造成難以預測的嚴重后果。微小的偏差是難以避免的，從而使長期天氣預報具有不可預測性或不準確性。這如同打臺球、下棋及其他人類活動，往往“差之毫里，失之千里”、“一著不慎，滿盤皆輸”。

長時期大范圍天氣預報就是對于地球大氣這個復雜系統進行觀測計算與分析判斷。它受到地球大氣溫度、濕度、壓強諸多隨時隨地變化的因素的影響與制約，可以想像其綜合效果的預測是難以精確無誤的，蝴蝶效應是在所必然的。

我們人類研究的對象還涉及到其他復雜系統(包括“自然體系”與“社會體系”)，其內部也是諸多因素交相制約、錯綜復雜的，其“相應的蝴蝶效應”也是在所必然的。“今天的蝴蝶效應”或者“廣義的蝴蝶效應”已不限于當初洛侖茲的蝴蝶效應， 僅對天氣預報而言，而是一切復雜系統對初值極為敏感性的代名詞或同義語，其含義是：對于一切復雜系統，在一定的“閾值條件”下，其長時期大范圍的未來行為，對初始條件數值的微小變動或偏差極為敏感，即初值稍有變動或偏差，將導致未來前景的巨大差異，這往往是難以預測的或者說帶有一定的隨機性。

3 產生蝴蝶效應的內在機制

所謂復雜系統，是指非線性系統且在臨界性條件下呈現混沌現象或混沌性行為的系統。非線性系統的動力學方程中含有非線性項，它是非線性系統內部多因素交叉耦合作用機制的數學描述。正是由于這種“諸多因素的交叉耦合作用機制”，才導致復雜系統的初值敏感性即蝴蝶效應，才導致復雜系統呈現混沌性行為。

目前，非線性學及混沌學的研究方興未艾，這標志人類對自然與社會現象的認識正在向更為深入復雜的階段過渡與進化。從貶義的角度看，蝴蝶效應往往給人一種對未來行為不可預測的危機感，但從褒義的角度看，蝴蝶效應使我們有可能“慎之毫厘，得之千里”，從而可能“駕馭混沌”并能以小的代價換得未來的巨大“福果”。

蝴蝶效應也是“混沌學”理論中的一個概念。它是指對初始條件敏感性的一種依賴現象：輸入端微小的差別會迅速放大到輸出端，產生壓倒一切的差別。好象一只蝴蝶今天在北京扇扇翅膀，可能在大氣中引發一系列事件，從而導致某個月紐約一場暴風雨的發生。

該現象有點不可思議，但是確實能夠造成這樣的惡果。一個明智的領導人一定要防微杜漸，看似一些極微小的事情卻有可能造成集體內部的分崩離析，那時豈不是悔之晚矣?橫過深谷的吊橋，常從一根細線拴個小石頭開始。

4 蝴蝶效應與人生

一只蝴蝶在巴西煽動翅膀，有可能在美國的得克薩斯洲引起一場龍卷風。究竟是什么 因素左右了我們的未來?是不是每個人生命中都有類似的“蝴蝶效應”?

一個微不足道的動作，或許會改變人的一生，這絕不是夸大其辭，美國福特公司名揚天下，誰又能想到該奇跡的創造者福特當初進入公司的“敲門磚”竟是“撿廢紙”這個簡單的動作?

事實上，被科學家用來形象說明混沌理論的“蝴蝶效應”，也存在于我們的人生歷程中：一次大膽的嘗試，一個燦爛的微笑，一個習慣性的動作，一種積極的態度和真誠的服務，這些在生命中毫不起眼的小事，它能帶來的遠遠不止于一點點喜悅和表面上的報酬。

(欄目編輯 鄧 磊)