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一兩滴水怎么讓水車無序轉動?



在武漢科技館數學展廳,有一個類似水車的展品分外吸引觀眾的眼球。該展品沒有任何內在動力,全憑不確定的一兩滴水,就能讓水車無序轉動,為大家詮釋關于“混沌”的科學原理。
 
“混沌”一詞原指宇宙未形成之前的混亂狀態,古希臘哲學家對于宇宙之源起即持混沌論,主張宇宙是由混沌之初逐漸形成現今有條不紊的世界。混沌現象起因于物體不斷以某種規則復制前一階段的運動狀態,而產生無法預測的隨機效果。具體而言,混沌現象發生于易變動的物體或系統,該物體在行動之初極為單純,但經過一定規則的連續變動之后,卻產生始料所未及的后果,也就是混沌狀態。但此混沌現象經過長期及完整分析之后,可從中理出某種規則出來。
 
混沌理論與相對論、量子力學一起被稱為20世紀最偉大的發現。第一個混沌吸引子是由氣象學家愛德華·洛倫茲發現的洛倫茨吸引子,它的形狀就像一只蝴蝶,于是這種混沌現象也被稱為“蝴蝶效應”。對初始值的極端敏感性,成為混沌現象的重要特征之一。后來這種奇異的現象被演繹成一個略帶夸張的描述:“一只南美洲蝴蝶的撲翼,在蝴蝶效應的放大下,也許可以引起得克薩斯州的一場颶風。”混沌現象雖然最先用于解釋自然界,但是在人文及社會領域中因為事物之間相互牽引,混沌現象尤為多見。
 

責編:一冰

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