什么是“蝴蝶效应”

1979年,混沌理论之父、美国气象学家爱德华•罗伦兹博士在华盛顿举行的美国科学促进会(AAAS)的演讲上提出了“蝴蝶效应”(The Butterfly Effect)这一概念,标志着这个科学效应的诞生。他通过计算机进行“天气预报”的模拟,发现如果将输入的数据进行微调,得出的计算结果差别会非常大。蝴蝶效应被形象的表述为:德克萨斯州的一场龙卷风发生的原因可能是一个月前一只蝴蝶在巴西轻轻拍打翅膀。

罗伦兹博士发现,由于误差会以指数形式增长,在这种情况下,一个微小的误差随着不断推移造成了巨大的后果。他认为,在大气运动过程中,即使各种误差和不确定性很小,也有可能在过程中将结果积累起来,经过逐级放大,形成巨大的大气运动。所以,长期的准确预测天气是不可能的。于是,他认定,事物发展的结果,对初始条件具有极为敏感的依赖性。

在蝴蝶效应的启迪下,人们提出了各种各样的学说。举个例子说明一下:中国数学家、语言学家周海中教授在该效应的启迪下,于1991年提出了“语言混沌论”该理论主要从混沌理论的角度审视语言及其相关现象,运用混沌理论的方法解决语言及其相关现象的复杂性、非线性问题。有关专家认为,语言混沌论具有较强的针对性、实用性、前瞻性和指导性它的提出是对语言研究方法的革新,也是对当代语言学发展的贡献。

目前,蝴蝶效应已广泛应用于自然科学和社会科学中,为各门学科的研究提供了全新的手段与方法,在研究混沌问题和解释混沌现象方面都有着重要的作用。

文/方亮(作者单位: 澳大利亚昆士兰大学)