混沌学课程论文

1、混沌学课程论文 姓名：朱军令班级：广告1001学号：201046840110摘要： 随着技术的不断发展，科学研究的不断加深，最近几十年混沌学开始兴起。混沌学（英文：chaos）在科学上，如果一个系统的演变过程对初态非常敏感，人们就称它为混沌系统。研究混沌运动的一门新学科，叫作混沌学。论文将简单说一下混沌现象与混沌学，并对相关的电影做一下简单的评论。关键词： 混沌学 混沌现象什么是混沌呢？混沌是决定性动力学系统中出现的一种貌似随机的运动，其本质是系统的长期行为对初始条件的敏感性。如我们常说“差之毫厘，失之千里”。西方控制论的创造者维纳对这种情形作了生动的描述：钉子缺，蹄铁卸；蹄铁卸，战马蹶；战马

2、蹶，骑士绝；骑士绝，战事折；战事折，国家灭。钉子缺这样一微不足道的小事，经逐级放大竟导致了国家的灭亡。系统对初值的敏感性又如美国气象学家洛仑兹蝴蝶效应中所说：“一只蝴蝶在巴西煽动翅膀，可能会在德州引起一场龙卷风”，这就是混沌。环顾四周，我们的生存空间充满了混沌。混沌涉及的领域物理、化学、生物、医学、社会经济，甚至触角伸进了艺术领域。混沌学的传道士宣称，混沌应属于二十世纪三大科学之一。相对论排除了绝对时空观的牛顿幻觉，量子论排除了可控测量过程中的牛顿迷梦，混沌则排除了拉普拉斯可预见性的狂想。混沌理论将开创科学思想上又一次新的革命。混沌学说将用一个不那么可预言的宇宙来取代牛顿、爱因斯坦的有序宇宙，

3、混沌学者认为传统的时钟宇宙与真实世界毫不相关。1972年12月29日，美国麻省理工学院教授、混沌学开创人之一e.n.洛伦兹在美国科学发展学会第139次会议上发表了题为蝴蝶效应的论文，提出一个貌似荒谬的论断：在巴西一只蝴蝶翅膀的拍打能在美国得克萨斯州产生一个龙卷风，并由此提出了天气的不可准确预报性。时至今日，这一论断仍为人津津乐道，更重要的是，它激发了人们对混沌学的浓厚兴趣。今天，伴随计算机等技术的飞速进步，混沌学已发展成为一门影响深远、发展迅速的前沿科学。一般地，如果一个接近实际而没有内在随机性的模型仍然具有貌似随机的行为，就可以称这个真实物理系统是混沌的。与我们通常研究的线性科学不同，混沌学

4、研究的是一种非线性科学，而非线性科学研究似乎总是把人们对“ 正常”事物“正常”现象的认识转向对“反常”事物“反常”现象的探索。例如，“多媒体”技术对信息贮存、压缩、传播、转换和控制过程中遇到大量的“非常规”现象产生所采用的“非常规”的新方法；混沌打破了确定性方程由初始条件严格确定系统未来运动的“常规”，出现所谓各种“奇异吸引子”现象等。混沌来自于非线性动力系统，而动力系统又描述的是任意随时间发展变化的过程，并且这样的系统产生于生活的各个方面。举个例子，生态学家对某物种的长期性态感兴趣，给定一些观察到的或实验得到的变量（如捕食者个数、气候的恶劣性、食物的可获性等等），建立数学模型来描述群体的增减

5、。最常见的气象模型是巨型动力系统的一个例子：温度、气压、风向、速度以及降雨量都是随时间变化的变量。洛伦兹（e.n.lorenz）教授于1963年大气科学杂志上发表了“决定性的非周期流”一文，阐述了在气候不能精确重演与长期天气预报者无能为力之间必然存在着一种联系，这就是非周期性与不可预见性之间的关系。洛伦兹在计算机上用他所建立的微分方程模拟气候变化的时候，偶然发现输入的初始条件的极细微的差别，可以引起模拟结果的巨大变化。洛伦兹打了个比喻，即我们在文首提到的关于在南半球巴西某地一只蝴蝶的翅膀的偶然扇动所引起的微小气流，几星期后可能变成席卷北半球美国得克萨斯州的一场龙卷风，这就是天气的 “蝴蝶效应”

6、。混沌学的另一个重要特点是，他致力于研究定型的变化，而非日常我们做熟悉的定量。这是由它的成立的目的解决复杂的，多因素替换成为引起变化的主导因素的系统而决定的。它的基本观点是积累效应和度，即事物总处在平衡状态下的观点。它是与哲学一样，适用面最广的科学。最近看了一个电影chaos，电影主要讲了一个这样的故事：在美国西雅图的某个早晨，5名歹徒闯入一家银行劫持了在场的近四十名职员和顾客。尽管他们表现得训练有素，经验老道，但百密一疏，仍被一位银行职员偷偷按响了警报器。警察迅速包围街区后，劫匪的头目洛伦兹要求和相识的警官昆丁康纳斯对话。康纳斯曾在一次办案过程中直接导致洛伦兹兄弟的死亡，而现在他正因一次严重

7、失误处于停职阶段。在警方的要求下，正在度假的康纳斯勉强接受了上级的任务，和刚踏入警届的新手德克成了搭档。就在银行遭劫的现场，康纳斯凭借丰富的办案经验，很快分析出了警匪双方所面临的严峻形势。于是，在已有一名人质死亡的情况下，他决定无论如何都要进入银行，采取相关措施，才能避免更大的伤亡危险。然而，狡猾的劫匪显然是有备而来，开始折磨人质以阻止警察的秘密靠近，并且在警察试图强攻时， 引爆了他们预先设置的强力炸弹。顿时，银行内外陷入了一片火海之中，受惊的人们四散逃窜。康纳斯他们开始意识到，一场比他们想象中更为激烈的战斗拉开了序幕，正与邪的较量正式开始。科纳斯抓获了在这个劫匪并在他的家中发现了5万元现金，

8、鉴定却发现这笔钱来自警局的证物室。此时匪首劳伦斯居然胆大包天的直接打电话对科纳斯挑衅说，要是明天还抓不到他的话就永远没机会了。科纳斯查出了警局的内鬼，并查出顺藤摸瓜将主嫌围堵在其家中，不幸的是一场爆炸夺去了科纳斯的生命。科纳斯的搭档迪克发现了劳伦斯的行踪并单枪匹马将其毙于抢下，为科纳斯报了仇。当即将结案前，迪克突然又发现了新的线索：10亿美元在抢劫银行的过程中被劫匪神不知鬼不觉地从银行内汇了出去，而劳伦斯已将所有的线索都带入了地下，此时，一个熟悉的声音在迪克电话里传来。迪克等人不知的是，科纳斯正是这起抢劫事件的幕后推手，他与劳伦斯的关系并非他们想象的那般简单 。科纳斯并没有死，最后卷着钱逃之夭夭。电影里面有很多赋有混沌理论的话语。比如，洛伦兹和科纳斯对话的时候说的话：大约有四十个人（人质），他们状态都很好，除了一个人以外。预想的理论在实行时总是很难做到完美，如果犯了错误不予以惩罚的话，其他人就不会乖乖听话，没准有人就会试图起来造反，混沌中自有其续。到后来迪克发现科纳斯就是幕后黑手的时候，科纳斯说了这样一段话：我所杀的人都是罪有应得，卡罗无关紧要。要知道计划总不可能是完美无缺的，约克要是按我说的去做就不会落的现在这样，有些事情的发生是我们没法预料的。要不是他，我也不会那样做，一个随意的事件导致了