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

 

　　事實(shí)上，蝴蝶效應(yīng)僅是一個(gè)氣象術(shù)語，源于半個(gè)世紀(jì)前，它實(shí)際是什么——其真實(shí)概念、是否仍能適用、或者顯失效應(yīng)，對(duì)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(xué)家、大氣科學(xué)家和心理學(xué)家，分析蝴蝶效應(yīng)的真實(shí)作用及意義。

 

　　戴爾·杜蘭

 

　　美國華盛頓大學(xué)大氣科學(xué)系教授兼系主任

 

　　研究包括大氣層的可預(yù)測性

 

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

 

　　蝴蝶效應(yīng)是由愛德華·洛倫茲在大氣可預(yù)測性的背景下提出的，實(shí)際上，他在研究報(bào)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(yù)見的后果，蝴蝶效應(yīng)是由菲爾·梅里萊斯博士提出的，該術(shù)語被洛倫茲在談話中引用，并在1969年發(fā)表的研究報(bào)告中以蝴蝶效應(yīng)作為標(biāo)題。

 

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

 

　　問題是蝴蝶太小，無法真正改變?nèi)魏问虑椋菍?duì)于更大一些的事物，例如：飛機(jī)或者積云，積云會(huì)對(duì)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(dāng)積云發(fā)生變化時(shí)，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(duì)于蝴蝶效應(yīng)而言，非常小的不確定性對(duì)更大區(qū)域的天氣也使得幾乎相同的氣候特征隨時(shí)間而發(fā)生變化，但對(duì)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(yīng)產(chǎn)生的任何影響。

 

　　布萊恩·斯溫格爾

 

　　馬里蘭大學(xué)物理學(xué)助理教授

 

　　研究量子信息物理學(xué)

 

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

 

　　蝴蝶效應(yīng)是真實(shí)存在的：如果你使用一個(gè)混沌系統(tǒng)分別進(jìn)行起點(diǎn)略有不同的兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，你將會(huì)觀察到兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的差異，會(huì)隨著時(shí)間快速增長。從數(shù)學(xué)角度來講，隨著時(shí)間的推移，兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)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(yīng)，它出現(xiàn)在混沌和量子世界的怪異物理特征結(jié)合在一起的系統(tǒng)中，對(duì)于這種類型的系統(tǒng)，存在量子混沌概念，但準(zhǔn)確地衡量量子蝴蝶效應(yīng)，仍是一個(gè)正在進(jìn)行的研究課題。

 

　　在某些情況下，我們可以確定一種實(shí)驗(yàn)性可檢測屬性，在典型的蝴蝶效應(yīng)中，預(yù)計(jì)其差異性可重復(fù)增倍，但我們還不知道這對(duì)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(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)后是高度可控的，并且與外部世界相隔離，實(shí)驗(yàn)人員試圖在特定時(shí)間之前和之后運(yùn)行該系統(tǒng)的動(dòng)力，就像倒回和快進(jìn)電影一樣。

 

　　如果我們快進(jìn)，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(jìn)，在倒回之前做一個(gè)較小的改變，那么在一個(gè)混沌系統(tǒng)中我們將很快在一個(gè)差別很大的位置終結(jié)，而不是最初位置。

 

　　大衛(wèi)？平卡斯

 

　　查普曼大學(xué)臨床心理學(xué)教授

 

　　研究與人類心理學(xué)相關(guān)的混沌理論和蝴蝶效應(yīng)

 

　　“如果你觀察呈現(xiàn)蝴蝶效應(yīng)的系統(tǒng)，會(huì)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(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，就可以看到分形圖案隨時(shí)間是如何變化的，這也就是我們所說的軌跡。”

 

　　蝴蝶效應(yīng)是真實(shí)的嗎？是的，這是自信觀點(diǎn)的答案，之后你可以探索這個(gè)問題，什么是真實(shí)的蝴蝶效應(yīng)？這就是樂趣所在。

 

　　蝴蝶效應(yīng)最早可能是由龐加萊在20世紀(jì)初“發(fā)現(xiàn)”的，他試圖從天體物理學(xué)角度揭曉3個(gè)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(duì)其建模就相對(duì)簡單：它們彼此相互影響效果，但是當(dāng)空間中與3種物體產(chǎn)生引力和交互作用時(shí)，就很難進(jìn)行建模。

 

　　如果你將3個(gè)網(wǎng)球綁在一起，然后擺動(dòng)上面的繩子，下面綁在一起的網(wǎng)球就會(huì)無序碰撞，最底部的網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)出蝴蝶效應(yīng)——意味著該現(xiàn)象不是隨機(jī)的，但也不是可預(yù)測的，如果你在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)做了較小的改變，一個(gè)很小的改變，網(wǎng)球在未來某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的位置也會(huì)完全不同。

 

　　一個(gè)明顯的實(shí)例是：分形幾何，分形幾何是一種自相似類型的分支結(jié)構(gòu)，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(yīng)的系統(tǒng)，會(huì)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(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，就可以看到分形圖案隨時(shí)間是如何變化的，這也就是我們所說的軌跡。

 

　　在復(fù)雜的系統(tǒng)中，會(huì)存在大量的組件，它們彼此以復(fù)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(xiàng)研究報(bào)告，我測量了人格特征，并發(fā)現(xiàn)了一個(gè)分形結(jié)構(gòu)，事實(shí)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(qiáng)時(shí)，他的人格結(jié)構(gòu)就會(huì)更具分支化，結(jié)構(gòu)更豐滿、剛性更低。

 

　　我在德國有一個(gè)同事名叫甘特·徹恩泰克，從我的觀點(diǎn)來看，他是將混沌理論應(yīng)用到心理學(xué)領(lǐng)域最多的人，他致力于通過心理治療過程來尋找蝴蝶效應(yīng)，他建立了一個(gè)數(shù)學(xué)模型（據(jù)我所知是世界唯一的心理學(xué)蝴蝶效應(yīng)模型），適用于心理治療期間的性格變化，當(dāng)運(yùn)行這個(gè)模型時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生蝴蝶效應(yīng)，意味著心理治療中的微小變化會(huì)在未來的時(shí)間里產(chǎn)生截然不同的結(jié)果。

 

　　徹恩泰克的數(shù)學(xué)模型證明了蝴蝶效應(yīng)可能體現(xiàn)在人類心理特征隨時(shí)間而發(fā)生變化，實(shí)際上他一直在跟蹤客戶的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明數(shù)據(jù)與他的模型非常匹配，所以蝴蝶效應(yīng)不僅在數(shù)學(xué)領(lǐng)域是真實(shí)存在的，在很多不同的科學(xué)領(lǐng)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(xué)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(guān)于時(shí)間機(jī)器的小說中，蝴蝶效應(yīng)是真實(shí)存在的。”

 

　　蝴蝶效應(yīng)是真實(shí)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(gè)時(shí)間機(jī)器的實(shí)驗(yàn)，你可以通過時(shí)間機(jī)器返回到過去，改變一件看似無關(guān)緊要的小事，例如：改變一個(gè)原子的位置，然后你通過時(shí)間機(jī)器回到現(xiàn)今，此時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)許多事物都發(fā)現(xiàn)較大改變，以一種隨機(jī)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(yīng)十分相似，但他低估了對(duì)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(yù)測的現(xiàn)今事物不會(huì)發(fā)生改變，但似乎難以預(yù)測的事物會(huì)差別很大。