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混沌理论的定义

混沌理论(Chaos)是1963年美国气象学家爱德华·诺顿·洛伦茨提出,该理论的最大的贡献是用简单的模型获得明确的非周期结果。在气象、航空及航天等领域的研究里有重大的作用。

混沌理论是一种兼具质性思考与量化分析的方法,用以探讨动态系统中无法用单一的数据关系,而必须用整体,连续的数据关系才能加以解释及预测之行为。一切事物的原始状态,都是一堆看似毫不关联的碎片,但是这种混沌状态结束后,这些无机的碎片会有机地汇集成一个整体。

混沌一词原指宇宙未形成之前的混乱状态,古希腊哲学家对于宇宙之源起即持混沌论,主张宇宙是由混沌之初逐渐形成现今有条不紊的世界。在井然有序的宇宙中,西方自然科学家经过长期的探讨,逐一发现众多自然界中的规律,如大家熟知的地心引力,杠杆原理,相对论等。这些自然规律都能用单一的数学公式加以描述,并可以依据此公式准确预测物体的行径。

近半世纪以来,科学家发现许多自然现象即使可以化为单纯的数学公式,但是其行径却无法加以预测。如气象学家 Edward Lorenz 发现简单的热对流现象居然能引起令人无法想象的气象变化,产生所谓的“蝴蝶效应”. 60年代,美国数学家 Stephen Smale 发现某些物体的行径经过某种规则性变化之后,随后的发展并无一定的轨迹可循,呈现失序的混沌状态。

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