愛(ài)德華·洛倫茨：“蝴蝶效應(yīng)”與混沌理論之父

綜合

愛(ài)德華·洛倫茨（Edward?Norton?Lorenz），美國(guó)數(shù)學(xué)與氣象學(xué)家，混沌理論之父，蝴蝶效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)者。

1961年冬天，年輕的麻省理工學(xué)院助教洛倫茨，用一個(gè)包含12個(gè)微分方程的簡(jiǎn)單模式進(jìn)行氣候模擬，在前后兩次數(shù)據(jù)誤差不到0.1%的情況下，最終結(jié)果卻大相徑庭。這讓洛倫茨意識(shí)到，完美的長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)是不可能的。

1972年美國(guó)科學(xué)發(fā)展學(xué)會(huì)第139次會(huì)議上，洛倫茨發(fā)表了題為“可預(yù)測(cè)性：巴西一只蝴蝶扇動(dòng)翅膀，能否在得克薩斯州掀起一場(chǎng)龍卷風(fēng)”的演講。他認(rèn)為，一個(gè)微小的初始條件變化可能導(dǎo)致一連串逐漸放大的改變，最終導(dǎo)致完全不同的結(jié)果。這個(gè)看似荒謬的論斷，打碎了所有人關(guān)于“因果決定論可預(yù)測(cè)度”所存的幻想，最終產(chǎn)生了當(dāng)今世界最偉大的理論之一——“混沌理論”。

這種最初只在氣象預(yù)報(bào)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，后來(lái)被發(fā)現(xiàn)存在于眾多的自然和社會(huì)系統(tǒng)中，諸如人口的漲落、精神病的發(fā)病、心率的節(jié)奏、雪花的形狀、股市的波動(dòng)、匯率的變化等，都存在混沌現(xiàn)象。在洛倫茨之后，在計(jì)算機(jī)的幫助下，人類開(kāi)始用“混沌理論”研究自然界和社會(huì)中的不規(guī)則、不連續(xù)和不穩(wěn)定的方面，開(kāi)啟了簡(jiǎn)化復(fù)雜現(xiàn)象的可能性。

1991年，洛倫茨獲得京都基礎(chǔ)科學(xué)獎(jiǎng)。評(píng)獎(jiǎng)委員會(huì)的評(píng)價(jià)是：他對(duì)“確定性混沌”的發(fā)現(xiàn)，影響了基礎(chǔ)科學(xué)的眾多領(lǐng)域，在人類對(duì)于自然界的認(rèn)識(shí)上，引發(fā)了自牛頓以來(lái)最大的變化。然而，洛倫茨并沒(méi)有將可預(yù)言性讓位于純粹的隨機(jī)性，而是在天氣模型中看到了比隨機(jī)性更多的東西，即隨機(jī)性后面的有序性。在之后的研究中，他用越來(lái)越多的注意力去尋找看似沒(méi)有規(guī)律的復(fù)雜系統(tǒng)的規(guī)律。

洛倫茨喜歡在鄉(xiāng)間遠(yuǎn)足，也是一個(gè)登山和滑雪高手，每次開(kāi)科學(xué)會(huì)議的時(shí)候，他都會(huì)到附近的雪道上一試。在他那個(gè)時(shí)代的天才中，他尤其安靜、謙遜、善良。