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生活趣味數(shù)學(xué)題:蝴蝶效應(yīng)

來(lái)源:中小學(xué)教育網(wǎng) 2011-09-01 16:37:55

智能內(nèi)容

  氣象學(xué)家Lorenz提出一篇論文,名叫「一只蝴蝶拍一下翅膀會(huì)不會(huì)在Taxas州引起龍卷風(fēng)?」論述某系統(tǒng)如果初期條件差一點(diǎn)點(diǎn),結(jié)果會(huì)很不穩(wěn)定,他把這種現(xiàn)象戲稱做「蝴蝶效應(yīng)」。就像我們投擲骰子兩次,無(wú)論我們?nèi)绾慰桃馊ネ稊S,兩次的物理現(xiàn)象和投出的點(diǎn)數(shù)也不一定是相同的。Lorenz為何要寫這篇論文呢?

  這故事發(fā)生在1961年的某個(gè)冬天,他如往常一般在辦公室操作氣象電腦。平時(shí),他只需要將溫度、濕度、壓力等氣象數(shù)據(jù)輸入,電腦就會(huì)依據(jù)三個(gè)內(nèi)建的微分方程式,計(jì)算出下一刻可能的氣象數(shù)據(jù),因此模擬出氣象變化圖。

  這一天,Lorenz想更進(jìn)一步了解某段紀(jì)錄的后續(xù)變化,他把某時(shí)刻的氣象數(shù)據(jù)重新輸入電腦,讓電腦計(jì)算出更多的后續(xù)結(jié)果。當(dāng)時(shí),電腦處理數(shù)據(jù)資料的數(shù)度不快,在結(jié)果出來(lái)之前,足夠他喝杯咖啡并和友人閑聊一陣。在一小時(shí)后,結(jié)果出來(lái)了,不過(guò)令他目瞪口呆。結(jié)果和原資訊兩相比較,初期數(shù)據(jù)還差不多,越到后期,數(shù)據(jù)差異就越大了,就像是不同的兩筆資訊。而問(wèn)題并不出在電腦,問(wèn)題是他輸入的數(shù)據(jù)差了0.000127,而這些微的差異卻造成天壤之別。所以長(zhǎng)期的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)天氣是不可能的。

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