據(jù)國外媒體報道，2004年好萊塢男星阿什頓·庫奇主演的《蝴蝶效應》是一部好電影嗎？人類會認為蝴蝶效應具有神奇效果，小規(guī)模的事件可以產(chǎn)生巨大、不可預見的后果，甚至導致戰(zhàn)爭、核災難等……

 

　　事實上，蝴蝶效應僅是一個氣象術語，源于半個世紀前，它實際是什么——其真實概念、是否仍能適用、或者顯失效應，對于多數(shù)人而言是很難理解的，目前gizmodo網(wǎng)站Giz專欄采訪了多位物理學家、大氣科學家和心理學家，分析蝴蝶效應的真實作用及意義。

 

　　戴爾·杜蘭

 

　　美國華盛頓大學大氣科學系教授兼系主任

 

　　研究包括大氣層的可預測性

 

　　“蝴蝶效應是真實存在的，從某種意義上講，小規(guī)模的微小變化可以永遠改變天氣，但蝴蝶能否對天氣產(chǎn)生任何有意義的變化值得商榷。”

 

　　蝴蝶效應是由愛德華·洛倫茲在大氣可預測性的背景下提出的，實際上，他在研究報告中提出海鷗的翅膀，而不是蝴蝶的翅膀，可產(chǎn)生巨大、不可預見的后果，蝴蝶效應是由菲爾·梅里萊斯博士提出的，該術語被洛倫茲在談話中引用，并在1969年發(fā)表的研究報告中以蝴蝶效應作為標題。

 

　　蝴蝶效應是真實存在的，從某種意義上講，小規(guī)模的微小變化可以永遠改變天氣，但蝴蝶能否對天氣產(chǎn)生任何有意義的變化值得商榷，蝴蝶效應能或多或少地抓住人們的想象力，雖然它不是一個完美的例子，但它是一個例證。

 

　　問題是蝴蝶太小，無法真正改變?nèi)魏问虑?，但是對于更大一些的事物，例如：飛機或者積云，積云會對任何地方的氣候產(chǎn)生影響，其存在與否可以改變云層周圍的大氣循環(huán)，當積云發(fā)生變化時，將輕微改變較大范圍的大氣循環(huán)，之后再改變更大范圍的大氣循環(huán)。

 

　　對于蝴蝶效應而言，非常小的不確定性對更大區(qū)域的天氣也使得幾乎相同的氣候特征隨時間而發(fā)生變化，但對于更大的區(qū)域（例如直徑168公里的范圍內(nèi)）的不確定因素將完全覆蓋蝴蝶效應產(chǎn)生的任何影響。

 

　　布萊恩·斯溫格爾

 

　　馬里蘭大學物理學助理教授

 

　　研究量子信息物理學

 

　　“更令人困惑的現(xiàn)象是量子蝴蝶效應，它出現(xiàn)在將混沌和量子世界怪異物理特征結合在一起系統(tǒng)中。”

 

　　蝴蝶效應是真實存在的：如果你使用一個混沌系統(tǒng)分別進行起點略有不同的兩項實驗，你將會觀察到兩項實驗結果產(chǎn)生的差異，會隨著時間快速增長。從數(shù)學角度來講，隨著時間的推移，兩項實驗的差異將成倍地增大，直到差異變得很大為止。

 

　　更令人困惑的現(xiàn)象是量子蝴蝶效應，它出現(xiàn)在混沌和量子世界的怪異物理特征結合在一起的系統(tǒng)中，對于這種類型的系統(tǒng)，存在量子混沌概念，但準確地衡量量子蝴蝶效應，仍是一個正在進行的研究課題。

 

　　在某些情況下，我們可以確定一種實驗性可檢測屬性，在典型的蝴蝶效應中，預計其差異性可重復增倍，但我們還不知道這對于普通的量子混沌系統(tǒng)是否有意義。

 

　　試圖研究這一物理屬性的實驗也非常有趣，它們通常涉及到原子和光子的特殊集合體，這些原子和光子經(jīng)過設計后是高度可控的，并且與外部世界相隔離，實驗人員試圖在特定時間之前和之后運行該系統(tǒng)的動力，就像倒回和快進電影一樣。

 

　　如果我們快進，然后立即倒回，我們將回到最初開始的位置，但如果我們快進，在倒回之前做一個較小的改變，那么在一個混沌系統(tǒng)中我們將很快在一個差別很大的位置終結，而不是最初位置。

 

　　大衛(wèi)？平卡斯

 

　　查普曼大學臨床心理學教授

 

　　研究與人類心理學相關的混沌理論和蝴蝶效應

 

　　“如果你觀察呈現(xiàn)蝴蝶效應的系統(tǒng)，會發(fā)現(xiàn)它們是混沌無序的，將產(chǎn)生分形圖案，如果你有10000個數(shù)據(jù)點，就可以看到分形圖案隨時間是如何變化的，這也就是我們所說的軌跡。”

 

　　蝴蝶效應是真實的嗎？是的，這是自信觀點的答案，之后你可以探索這個問題，什么是真實的蝴蝶效應？這就是樂趣所在。

 

　　蝴蝶效應最早可能是由龐加萊在20世紀初“發(fā)現(xiàn)”的，他試圖從天體物理學角度揭曉3個相互作用的天體問題，如果你在空間中與兩種物體產(chǎn)生引力和交互作用，對其建模就相對簡單：它們彼此相互影響效果，但是當空間中與3種物體產(chǎn)生引力和交互作用時，就很難進行建模。

 

　　如果你將3個網(wǎng)球綁在一起，然后擺動上面的繩子，下面綁在一起的網(wǎng)球就會無序碰撞，最底部的網(wǎng)球運動呈現(xiàn)出蝴蝶效應——意味著該現(xiàn)象不是隨機的，但也不是可預測的，如果你在某個時間點做了較小的改變，一個很小的改變，網(wǎng)球在未來某個時間點的位置也會完全不同。

 

　　一個明顯的實例是：分形幾何，分形幾何是一種自相似類型的分支結構，在自然界中隨處可見，例如：樹木和神經(jīng)元等，如果你觀察呈現(xiàn)蝴蝶效應的系統(tǒng)，會發(fā)現(xiàn)它們是混沌無序的，將產(chǎn)生分形圖案，如果你有10000個數(shù)據(jù)點，就可以看到分形圖案隨時間是如何變化的，這也就是我們所說的軌跡。

 

　　在復雜的系統(tǒng)中，會存在大量的組件，它們彼此以復雜的方式交互作用，并產(chǎn)生相干輸出，例如：就像樹木、神經(jīng)元、海洋中的波浪，以及自然界無數(shù)不同事物的生長，這些都傾向于產(chǎn)生分形圖案。

 

　　今年1月，我剛發(fā)表了一項研究報告，我測量了人格特征，并發(fā)現(xiàn)了一個分形結構，事實證明，人們可以采用相同的方法測量人格特征，某人身體更健康、承壓能力更強時，他的人格結構就會更具分支化，結構更豐滿、剛性更低。

 

　　我在德國有一個同事名叫甘特·徹恩泰克，從我的觀點來看，他是將混沌理論應用到心理學領域最多的人，他致力于通過心理治療過程來尋找蝴蝶效應，他建立了一個數(shù)學模型（據(jù)我所知是世界唯一的心理學蝴蝶效應模型），適用于心理治療期間的性格變化，當運行這個模型時，就會產(chǎn)生蝴蝶效應，意味著心理治療中的微小變化會在未來的時間里產(chǎn)生截然不同的結果。

 

　　徹恩泰克的數(shù)學模型證明了蝴蝶效應可能體現(xiàn)在人類心理特征隨時間而發(fā)生變化，實際上他一直在跟蹤客戶的相關數(shù)據(jù)，結果表明數(shù)據(jù)與他的模型非常匹配，所以蝴蝶效應不僅在數(shù)學領域是真實存在的，在很多不同的科學領域也是如此，可以體現(xiàn)在人類心理變化和成長過程。

 

　　道格拉斯·斯坦福

 

　　美國斯坦福大學理論物理研究所副教授

 

　　主要研究量子引力、量子場論和弦理論

 

　　“在關于時間機器的小說中，蝴蝶效應是真實存在的。”

 

　　蝴蝶效應是真實存在的，但是很難被發(fā)現(xiàn)，為了讓它更加引人注目，我們可以想象一個時間機器的實驗，你可以通過時間機器返回到過去，改變一件看似無關緊要的小事，例如：改變一個原子的位置，然后你通過時間機器回到現(xiàn)今，此時你會發(fā)現(xiàn)許多事物都發(fā)現(xiàn)較大改變，以一種隨機的方式。

 

　　這基本上就是1952年短篇小說《雷聲》的故事情節(jié)，作者雷·布拉德伯里講述的故事情節(jié)與蝴蝶效應十分相似，但他低估了對現(xiàn)今事物重新排序產(chǎn)生的影響，概測法表明，過去很容易預測的現(xiàn)今事物不會發(fā)生改變，但似乎難以預測的事物會差別很大。