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朦胧的起源!古今中外神秘的混沌理论都有啥?

时间:2017-10-11 14:49 来源:未知 作者:admin 阅读:

       谈起混沌,人们总有一种神秘和敬畏感,仿佛是一种说不清、道不明的迷蒙状态。

  在东方,中国古代有关混沌的传说里,以盘古于混沌中开天辟地最为著名。混沌,在古人的意识里,代表了天地未分之前宇宙模糊一团的形象。在西方,古希腊人也认为,混沌是天地未成形时横贯宇宙的物质。圣经《创世纪》写道:原始的宇宙是空虚混沌,渊面黑暗。世界由洪水和深深的黑暗组成。
                           

混沌,在古人的世界观里,成了混乱和无序的代名词。直到20世纪70年代,随着科学和数学的重大进展,人们逐渐认识到混沌更深刻的本质——无序和有序的结合。笼罩在人们头顶数千年的迷雾渐渐被科学的春风吹散。风轻云淡之后,在一片真理的辽阔之地上,是令人目旷神怡的混沌理论和随之衍生的复杂系统。非线性动力学、蝴蝶效应、分形理论等等复杂系统的研究应运而生,不仅给数学注入了新的思想和活力,带来广阔的应用前景,更让人们愈发认识到易变性、不确定性、复杂性和模糊性才是世界运行的本质。

  然而,仅仅在100多年前,牛顿的确定宇宙观还被主流的科学界奉若神明。谁也不曾预料到,一个人类历史上最辉煌的科学黄金时代即将来临,人们对世界的认识即将完成质的飞跃。

  在这短短的一个多世纪里,无数杰出的科学巨匠同时涌现,前赴后继的人们在科学探索的道路上跑过了一场场艰难的接力赛。一场颠覆人们认知的疾风骤雨过后,新的学科和科学理论如雨后春笋般崛起。一个百年的科学跃迁,人们完成了对过去五千年的整体超越。受益于科学飞速发展的时代背景,混沌,也终于洗尽了千百年对人们的伪装外貌,呈现出其循规蹈矩的一面来。

  1687年,牛顿在其名垂千古的杰作《自然哲学的数学原理》里阐述了其后两百年都被视为真理的三大定律。在牛顿的世界体系下,万物运动都可以用微分方程来刻画,只要给定了系统的初始条件,那么它们未来的运动都是确定的。
                                     
                                                               牛顿

       鉴于牛顿的理论预测与现实世界的观察高度一致,欢欣鼓舞的人们开始广泛接受这个带来巨大革命的科学决定论。同时,基于牛顿体系发明的现代工具,小到录音机、电视,大到蒸汽机、人造卫星给人类生活带来翻天覆地的变化。

  数学家拉普拉斯更是乐观地认为,只要知道宇宙中每个原子的初始信息,以及推动自然运动的全部力的构成和相互位置,就能预测宇宙的未来。

  吊诡的是,世界从来不按照人们过度乐观的方向所发展。在拉普拉斯笃信最能展示决定论威力的天体运动中,历史无情地给出了否定的回应。

  19世纪末期,大数学家庞加莱在三体问题的研究中发现了匪夷所思的现象。它不仅打破了自牛顿以来人们盲目崇拜的科学确定论,更是找到了打开混沌大门的钥匙。

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