《混沌》:宇宙是確定性與不確定性的統(tǒng)一

混沌理論、相對(duì)論和量子理論并稱為“二十世紀(jì)三大科學(xué)革命?!痹诙皇兰o(jì)已得以快速發(fā)展。

“混沌”是完全由定律支配的無(wú)定律性態(tài),是在確定性系統(tǒng)中出現(xiàn)的隨機(jī)性態(tài)。就像擲骰子,看似點(diǎn)數(shù)隨機(jī)出現(xiàn),但實(shí)際上點(diǎn)數(shù)始終在1至6之間循環(huán)。“自然界就是一團(tuán)吵吵嚷嚷、欣欣向榮的混沌?!?/p>

英國(guó)數(shù)學(xué)家伊恩.斯圖爾特(Ian Stewart,1945- )一言以蔽之。

這是一本經(jīng)典的介紹混沌理論的科普入門書,曾被翻譯成多國(guó)語(yǔ)言,深受好評(píng)。在書中,斯圖爾特向大眾講述了科學(xué)界發(fā)現(xiàn)混沌系統(tǒng)的過(guò)程、日常的應(yīng)用及對(duì)未來(lái)的展望。哲思與數(shù)學(xué)公式及圖片相結(jié)合,揭示了真實(shí)世界的運(yùn)行規(guī)律——

“混沌如同周期循環(huán)一樣稀松平常。我們不能完全依賴純理性模型來(lái)做決策,過(guò)度追求秩序和完美、反而會(huì)帶來(lái)滯后、混亂?!?/p>


短語(yǔ)“蝴蝶效應(yīng)”耳熟能詳,將混沌效應(yīng)描述的形象生動(dòng)。一只蝴蝶扇動(dòng)翅膀,可能引發(fā)一場(chǎng)颶風(fēng)。但斯圖爾特則嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膹?qiáng)調(diào)說(shuō),這一短語(yǔ)在于過(guò)多地強(qiáng)調(diào)了混沌的變化無(wú)常,及不可預(yù)測(cè)的本性,忽略了混沌的另一面:穩(wěn)定性。

科赫雪花的面積是有限的,但它的周長(zhǎng)卻是無(wú)限大的。薛定諤的貓,只要你不打開盒子看它,它的狀態(tài)是又死又活。一件事情你不去做,將有兩個(gè)結(jié)果。如果做了,結(jié)果就只有一個(gè)。

混沌徹底打破了決定論的神話,讓我們看到有序與無(wú)序、有限與無(wú)限、簡(jiǎn)單與的復(fù)雜從來(lái)都不是對(duì)立的存在,而是同一宇宙本質(zhì)的不同投影,是統(tǒng)一。

斯圖爾特還談到了混沌與隨機(jī)的區(qū)別:混沌是確定系統(tǒng)中的不確定性,而隨機(jī)則是完全無(wú)規(guī)律的不確定性。

如今,混沌理論早已運(yùn)用于氣象學(xué)、生態(tài)學(xué)、天文學(xué)、生理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域,徹底地顛覆了人類對(duì)自然、科學(xué)和人文現(xiàn)象的看法。

天氣預(yù)報(bào)、心跳的節(jié)奏、股票的漲跌、生物的演化、社會(huì)的演變無(wú)不闡釋著“混沌”系統(tǒng)運(yùn)作的奧秘。

彈簧制造業(yè)使用混沌進(jìn)行金屬絲的質(zhì)量控制?;煦邕€幫助人類搞清楚太陽(yáng)系在幾十億年前,和幾十億年后的樣子。

這些帶給人類生活巨大革新的故事,在書中都有講述。


讀完此書:

如果你是一名理科生,采用數(shù)學(xué)的視角來(lái)讀懂宇宙的運(yùn)行規(guī)律,將涌現(xiàn)奇妙之感。

如果你是一名文科生,將深受啟發(fā),且將明白——何謂“道生一,一生二,二生三,三生萬(wàn)物?!薄安钊艉晾?,謬以千里?!薄耙粍?dòng)一靜互為根”。

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