“蝴蝶效應”的由來

      何謂蝴蝶效應?

      我們還要先從美國麻省理工學院氣象學家洛倫茲(Lorenz)的發現談起。為了預報天氣,他用計算機求解仿真地球大氣的13個方程式。為了更細致地考察結果,他把一個中間解取出,提高精度再送回。

      而當洛倫茲喝了杯咖啡以后回來再看時竟大吃一驚:本來很小的差異,結果卻偏離了十萬八千里! 

       

      計算機沒有毛病,于是,洛倫茲(Lorenz)認定,他發現了新的現象:“對初始值的極端不穩定性”,即:“混沌 ”,又稱“蝴蝶效應”,亞洲蝴蝶拍拍翅膀,將使美洲幾個月后出現比狂風還厲害的龍卷風!

      這個發現非同小可,以致科學家都不理解,幾家科學雜志也都拒登他的文章,認為它“違背常理”:相近的初值代入確定的方程,結果也應相近才對,怎么會有這么大的偏離呢。其實我們可以這樣來理解“蝴蝶效應”,它說的是“一件事”對結果的影響,有時可能就像在計算中初始數據只有一點變化,而計算的結果都會相差十萬八千里。所以我們需要從全局和整體上出發來考慮一些事物,而不能孤立地來看問題。

      “蝴蝶效應”之所以令人著迷、令人激動、發人深省,不但在于其大膽的想象力和迷人的美學色彩,更在于其深刻的科學內涵和內在的哲學魅力。而恰好就是這一點讓人很難理解。

      我國是一個地域跨度很大的國家,在氣候上呈現多層次、多樣性、多變性等特點,尤其是近幾年洪澇、干旱等自然災害比較嚴重,及時、準確的天氣預報逐步受到重視。

      氣象部門預報48小時的氣象需要出1000多張云圖,原出圖需要幾個小時,現在使用了新的高性能的系統只需幾十分鐘,可為氣象應用提供實時預報、中尺度數值預報、區域氣候預報、航空航海等氣象保障服務。

       

       
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