“蝴蝶效應(yīng)”四十年

1979年,混沌理論之父、美國氣象學(xué)家愛德華•洛倫茲博士在華盛頓舉行的美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)(AAAS)的演講上正式提出了“蝴蝶效應(yīng)” (The Butterfly Effect)這個(gè)概念,他通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行“天氣預(yù)報(bào)”的模擬,發(fā)現(xiàn)如果將輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行微調(diào),得出的計(jì)算結(jié)果差別會(huì)非常大。這個(gè)概念被形象的表述為:德克薩斯州的一場龍卷風(fēng)發(fā)生的原因可能是一個(gè)月前一只蝴蝶在巴西輕輕拍打翅膀。

“蝴蝶效應(yīng)”四十年

其實(shí)“蝴蝶效應(yīng)”是指在一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)中,初始條件下微小的變化能帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的長期的巨大的連鎖反應(yīng)。這是一種混沌現(xiàn)象,也是混沌理論中的一個(gè)重要概念。任何事物發(fā)展均存在定數(shù)與變數(shù),事物在發(fā)展過程中其發(fā)展軌跡有規(guī)律可循,同時(shí)也存在不可測的"變數(shù)",往往還會(huì)適得其反,一個(gè)微小的變化能影響事物的發(fā)展,說明事物的發(fā)展具有復(fù)雜性。

洛倫茲博士發(fā)現(xiàn),由于誤差會(huì)以指數(shù)形式增長,在這種情況下,一個(gè)微小的誤差隨著不斷推移造成了巨大的后果。他認(rèn)為,在大氣運(yùn)動(dòng)過程中,即使各種誤差和不確定性很小,也有可能在過程中將結(jié)果積累起來,經(jīng)過逐級(jí)放大,形成巨大的大氣運(yùn)動(dòng)。所以,長期的準(zhǔn)確預(yù)測天氣是不可能的。于是,他認(rèn)定,事物發(fā)展的結(jié)果,對(duì)初始條件具有極為敏感的依賴性。

今天的“蝴蝶效應(yīng)”或者“廣義的蝴蝶效應(yīng)”已不限于當(dāng)初洛倫茲博士的“蝴蝶效應(yīng)”僅對(duì)天氣預(yù)報(bào)而言,而是一切復(fù)雜系統(tǒng)對(duì)初值極為敏感性的代名詞或同義語,其含義是:對(duì)于一切復(fù)雜系統(tǒng),在一定的“閾值條件”下,其長時(shí)期大范圍的未來行為,對(duì)初始條件數(shù)值的微小變動(dòng)或偏差極為敏感,即初值稍有變動(dòng)或偏差,將導(dǎo)致未來前景的巨大差異,這往往是難以預(yù)測的或者說帶有一定的隨機(jī)性。

“蝴蝶效應(yīng)”看似荒誕不經(jīng),其實(shí)是有科學(xué)道理的,一經(jīng)提出,就在自然科學(xué)(氣象學(xué)、動(dòng)力學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)等)和社會(huì)科學(xué)(社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、語言學(xué)、心理學(xué)等)得到了廣泛的運(yùn)用。40年來,“蝴蝶效應(yīng)”對(duì)科技發(fā)展和社會(huì)生活產(chǎn)生了巨大的影響;下面就是它在社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。

社會(huì)學(xué)方面

蝴蝶效應(yīng)在社會(huì)學(xué)界用來說明:一個(gè)微小的機(jī)制,如果不加以及時(shí)地引導(dǎo)、調(diào)節(jié),可能會(huì)給社會(huì)帶來非常大的危害,戲稱為“龍卷風(fēng)”或“風(fēng)暴”;一個(gè)微小的機(jī)制,只要正確指引,經(jīng)過一段時(shí)間的努力,將有可能會(huì)產(chǎn)生轟動(dòng)效應(yīng),或稱為“革命” 或“變革”。微博是一種通過關(guān)注機(jī)制分享簡短實(shí)時(shí)信息的廣播式的社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。它由于便捷性和實(shí)時(shí)性,在當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)生活中扮演越來越重要的角色,是新興網(wǎng)絡(luò)媒體的典型代表。微博也許最初只是基于一種互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新,但是這個(gè)形式扇動(dòng)了一下翅膀,無意也必然地引發(fā)了傳播方式進(jìn)入生活方式的革命。一只鼠標(biāo)雖然力量小,但在經(jīng)過無數(shù)關(guān)注、評(píng)論和轉(zhuǎn)發(fā)后,微博變成了溫暖的“圍脖”;人們可以通過微博建立大量多元化聯(lián)系,并使這一社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)影響整個(gè)社會(huì)。

經(jīng)濟(jì)學(xué)方面 

1987年美國發(fā)生的股市風(fēng)暴和1998年亞洲發(fā)生的金融危機(jī)實(shí)際上就是經(jīng)濟(jì)運(yùn)作中的“蝴蝶效應(yīng)”。2003年美國爆發(fā)瘋牛;這就給剛剛復(fù)蘇的美國經(jīng)濟(jì)帶來一場破壞性很強(qiáng)的颶風(fēng)。扇動(dòng)“蝴蝶翅膀”的,是那頭倒霉的“瘋牛”,受到?jīng)_擊的,首先是總產(chǎn)值高達(dá)1750億美元的美國牛肉產(chǎn)業(yè)和140萬個(gè)工作崗位;而作為養(yǎng)牛業(yè)主要飼料來源的美國玉米和大豆業(yè),也受到波及,其期貨價(jià)格呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。但最終推波助瀾,將“瘋牛病颶風(fēng)”損失發(fā)揮到最大的,還是美國消費(fèi)者對(duì)牛肉產(chǎn)品出現(xiàn)的信心下降。在全球化的今天,這種恐慌情緒不僅造成了美國國內(nèi)餐飲企業(yè)的蕭條,甚至擴(kuò)散到了全球,至少11個(gè)國家宣布緊急禁止美國牛肉進(jìn)口。

語言學(xué)方面 

語言學(xué)界用“蝴蝶效應(yīng)”來解釋和研究混沌語言現(xiàn)象,例如中國《人民日?qǐng)?bào)》于2010年11月10日在頭版頭條刊發(fā)了題為《江蘇給力“文化強(qiáng)省”》的文章,由于其權(quán)威性和號(hào)召力,一直僅限于網(wǎng)絡(luò)使用的“給力”一詞一夜之間紅遍全國,擴(kuò)散到全民詞匯系統(tǒng)中,并被收錄進(jìn)第六版《現(xiàn)代漢語詞典》。值得一提的是,在“蝴蝶效應(yīng)”的啟迪下,中國數(shù)學(xué)家、語言學(xué)家周海中教授在1991年提出了“語言混沌論”;該理論主要從混沌理論的角度審視語言及其相關(guān)現(xiàn)象,運(yùn)用混沌理論的方法解決語言及其相關(guān)現(xiàn)象的非線性問題。目前這種語言研究的新范式正在興起。 

心理學(xué)方面

“蝴蝶效應(yīng)”本來是指一件表面上看來毫無關(guān)系、非常微小的事情,可能帶來巨大的改變。這一效應(yīng)說明,事物發(fā)展的結(jié)果,對(duì)初始條件具有極為敏感的依賴性,初始條件的極小偏差,將會(huì)引起結(jié)果的極大差異。當(dāng)一個(gè)人小時(shí)候受到微小的心理刺激,長大后這個(gè)刺激會(huì)被放大。美國科幻、驚悚電影《蝴蝶效應(yīng)》作了精彩詮釋:伊萬在小時(shí)候經(jīng)歷了一系列糟糕的事情,損壞了他原本完美的人生。在童年可怕記憶的折磨下,伊萬請(qǐng)求心理醫(yī)生的幫助,醫(yī)生鼓勵(lì)他把發(fā)生的事情一件件詳細(xì)記下來,但是事情變得越來越糟糕。

從貶義的角度看,“蝴蝶效應(yīng)”往往給人一種對(duì)未來行為不可預(yù)測的危機(jī)感;但從褒義的角度看,“蝴蝶效應(yīng)”使我們有可能“慎之毫厘,得之千里”,從而可能“駕馭混沌”并能以小的代價(jià)換得未來的巨大“福果”。“蝴蝶效應(yīng)”之所以使人著迷、令人激動(dòng)、發(fā)人深省,不但在于其大膽的想象力和迷人的美學(xué)色彩,更在于其深刻的科學(xué)內(nèi)涵和內(nèi)在的哲學(xué)魅力。

(作者系澳大利亞昆士蘭大學(xué)博士后)

責(zé)編:微科普

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