宿命真的存在嗎?宇宙是可以被預知的?——蝴蝶效應下的無序世界

最開始接觸到蝴蝶效應這個詞是在小學的時候,那個時候老師告訴我,蝴蝶效應指的是一隻蝴蝶扇一下翅膀就能引起一場颶風。對應的正是中國的老話:失之毫釐,謬之千里。相信很多人小時候與我一樣,也是一知半解,最難以讓人想通的地方,就是為什麼一隻蝴蝶扇一下翅膀,就能化成一陣暴風?今天我們就來詳細看一下蝴蝶效應。

宿命真的存在嗎?宇宙是可以被預知的?——蝴蝶效應下的無序世界

由來

蝴蝶效應這個詞只是一個比喻而已,它最早是被氣象學家——愛德華·羅倫茲提出來,而之所以提出這個名詞來一切都是因為他的一次無心之舉。

宿命真的存在嗎?宇宙是可以被預知的?——蝴蝶效應下的無序世界

愛德華·羅倫茲

當時計算機剛發明,羅倫茲用計算機進行氣象模擬。因為氣象模擬的時間比較長,而且需要兩到三次的重複計算,以保證沒有算錯。在一次氣象數據計算時,他偷了一個懶,在第二次校驗計算的時候,中途將數據抄錄了下來,等他做完事情回來後,將抄錄的數據輸入計算器再重新“繼續計算”,但是令他吃驚的是,這一次得出的計算結果跟第一次比簡直是天差地別。

宿命真的存在嗎?宇宙是可以被預知的?——蝴蝶效應下的無序世界

他開始分析原因,最後發現僅僅因為他將數據抄錄下來的時候保留了三位小數,而原來的數據是有六位小數。他把這種現象抽象成了蝴蝶扇一下翅膀從而引起颶風的想象,意在指明長期預測氣象是不可能的,一個很小的誤差就能被無限放大。

宇宙是有序、可以被預知的嗎

宇宙到底是有序的還是無序的?很明顯,是有序的,太陽東昇西落,絲毫不差。無論是月亮還是太陽,或者其餘的火星等行星,都遵守著它們運動的規律。他們是可以被預知的,你可以知道他們十天後,二十天後,甚至一年後的位置,這種宇宙觀就被稱為機械宇宙觀。

宿命真的存在嗎?宇宙是可以被預知的?——蝴蝶效應下的無序世界

牛頓力學是機械宇宙觀的基石,拉普拉斯將這種宇宙觀模擬出了一個智者——拉普拉斯妖。機械宇宙觀最讓人信服的是在1846年,科學家憑藉著牛頓力學的數學計算,就發現天王星旁邊肯定還有一顆沒有被發現的行星,它就是海王星。

宿命真的存在嗎?宇宙是可以被預知的?——蝴蝶效應下的無序世界

海王星

混沌理論

混沌理論是研究非線性系統的一門科學理論,而蝴蝶效應正是這個理論的核心詞彙。前面講到機械宇宙觀認為宇宙是有序的,是可以被預知的,即宇宙是清晰的,不是混沌的。但是事實如此嗎?

我們今天知道,拉普拉斯妖最後被殺死了,殺死它的一大功臣是量子力學,還有一位功臣就是混沌理論。除了氣象學預測,劉慈溪的科幻鉅著《三體》中的三體問題,也是一個歷史上著名的混沌系統。這個我們在之前的文章就講過了,這裡再簡單重複下,兩個星體之間受到相互引力作用下它們的運動軌跡是兩體問題,這個是很簡單的。而三個星體之間受到引力相互作用之後的運動軌跡,就是三體問題。

宿命真的存在嗎?宇宙是可以被預知的?——蝴蝶效應下的無序世界

三體問題是無解的,它就是一個混沌系統。只要存在一絲誤差,就永遠無法長期預測結果,與氣象學預測如出一轍。有人說,那是因為現在的技術不夠發達,要是沒有誤差,就能夠準確預測了。但是,誤差是觀測事件的固有屬性,任何觀測都會有誤差,即便是計算機的計算,很多值都是使用二分法的得出的近似值,它們本身就存在誤差。

而一旦有了誤差,蝴蝶效應就會發生,這些誤差就是那隻蝴蝶煽動翅膀產生的風,這股風在混沌的系統中被無限地放大,從而產生了颶風!

宿命真的存在嗎?宇宙是可以被預知的?——蝴蝶效應下的無序世界

所以說,宇宙總體的是無序的,是無法被預測的,不要輕易向宿命妥協!


分享到:


相關文章: