为什么一个小的过错可能扩散成弥天大祸 蝴蝶效应(1)

“一只蝴蝶在热带轻轻扇动一下翅膀,就可能给一个遥远的国家造成一场飓风。”这个非常有名的论断,来自美国气象学家爱德华?罗伦兹于1963年发表的一篇科学论文。在论文中,他指出“一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀,可以导致一个月后得克萨斯州的一场龙卷风”。通过这篇论文,“蝴蝶效应”一词开始为世界关注。

蝴蝶效应所描述的其实是一种混沌现象。它指出在一个动力系统中,初始条件下微小的变化能给整个系统带来长期的、巨大的连锁反应。

当初,罗伦兹为了预报天气,采用计算机模拟地球大气的变化。他采取了十几个方程式,希望借助计算机的高速运算来提高长期天气预报的准确性。在一次试验中,为了提高计算精度,他把一个数值0.506提高精度到0.506127,然后再输入电脑。但是,当他离开计算机喝了杯咖啡以后,回来再看时却大吃一惊。他发现本来很小的初始误差(数值仅仅增加了0.000127),却让结果偏离了十万八千里!再次验算发现计算机并没有毛病,罗伦兹由此意识到,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会造成巨大的后果。于是,他将这种现象称之为“蝴蝶效应”。这个发现非同小可,以致最初科学家都不理解,几家科学杂志也都拒登他的文章,认为违背常理 相近的初值代入确定的方程,结果也应相近才对,怎么能大大远离呢!但是,随着大量事实的不断印证,蝴蝶效应迅速在社会各个领域推广开来。

要准确地理解“蝴蝶效应”,还需要了解“非线性”的概念。简单说来,线性是指量与量之间成比例关系,形象理解,就是一种直线关系,这种关系有着明确的规则;而非线性则指不按比例、不成直线的关系,代表不规则的运动和突变。比如,两个眼睛一起工作时,其视觉灵敏度是一个眼睛的几倍?一般人很容易想到两倍,然而实际情况却是6~10倍!这就是一种典型的非线性关系,在这里,1+1不等于2。实际上,非线性无处不在,无时不在,比如:激光的生成就是非线性的,当外加电压较小时,激光器犹如普通电灯,光向四面八方散射。而当外加电压达到某一定值时,受激原子会突然发射出相位和方向都一致的单色光,这就是激光。健康人的脑电图和心脏跳动并不是规则的,而是混沌的,混沌在此时化作生命力的表现。相比之下,混沌系统对外界的刺激反应,要比非混沌系统更快。而蝴蝶效应,便是典型的非线性,典型的混沌。

在今天,蝴蝶效应运用更多的,还是天气、股票市场等在一定时段内难于预测的复杂系统。这一效应说明,事物发展的结果,对初始条件具有极为敏感的依赖性,初始条件的极小偏差,将会引起结果的极大差异。当蝴蝶效应运用到社会学界时,说明了一个有着瑕疵的机制,不管它有多么微小,如果不加以及时地引导、调节,最后很可能会给社会带来非常大的危害,会带来一场“龙卷风”或“风暴”;相反,一个有着优点的机制,不管它有多么微小,只要正确指引,经过一段时间的努力,最后很可能会产生轰动效应,甚至引发革命性的进展。

在西方,有一个广为流传的民谣,就说明了在混沌系统中,初始条件的微小变化经过不断放大,对未来造成的巨大影响。

丢了一个钉子,坏了一只蹄铁;

坏了一只蹄铁,折了一匹战马;

折了一匹战马,伤了一位骑士;

伤了一位骑士,输了一场战斗;

输了一场战斗,亡了一个帝国。

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