Ch7科学的怀疑精神(2-88).ppt

1、2020/7/25，1，7，科学怀疑精神(2)，2020/7/25，2，5，怀疑“风”和“马索”之间的关系，谈论与徐璐无关的事情。但是科学家们经常对此提出怀疑，并研究其中的内在关系。因为我们平时看到和听到的都是事物反映的现象，决定事物的运动是其本质。要研究看似无关的东西，就要像毛泽东同志说的那样，采取粗制滥造，虚假地保存真理，由此徐璐，从表里如一。(威廉莎士比亚，温斯顿) (威廉莎士比亚，温斯顿)真正通过现象抓住本质。2020/7/25，3，在他的名着矛盾论中引用过列宁的话。“马克思在资本论中首先分析的是资产阶级社会(商品社会)中最简单、最普通、最基本、最常见、最常见的东西。牙齿分析在牙齿最简

2、单的现象(资产阶级社会的牙齿细胞中)中揭露了现代社会的所有矛盾(以及所有矛盾的胚胎)。因此，有头脑的学者一定要从纷繁的现象中提出自己的怀疑，利用怀疑的线索找出事物背后隐藏的原因和本质。(威廉莎士比亚，哈姆雷特)，2020/7/25，4，在没有人怀疑的地方提出尖锐怀疑的“混乱”的爸爸“E.N.Lorentz”。E. n .洛伦兹，麻省理工学院名誉，教授。1963年发表论文确定非周期流。首先，打开混乱的空隙，牙齿深刻的概念开始出现在人们眼前，他学会了数学出身。1938年大学毕业。第二次世界大战使洛伦兹参军成为空军气象预报员，对气象产生了浓厚的兴趣。战争结束后回到麻省理工学院，他仍然不忘研究气象。2

3、020/7/25，5，e.n .洛伦兹，2020/7/25，6，洛伦兹学习数学，因此喜欢提出数学模型。他不在乎简化。事实上，没有简化就没有科学。他从热对流问题的偏微分方程开始，得到12个常微分方程，然后简化，最后得到了构成系统三阶微分方程群的三阶微分方程，后来被全世界所熟知，这被称为洛伦兹方程。威廉莎士比亚，警醒，王，王，王，王，王，2020/7/25，7，=28xzyx，=，)另一方面，方程式的右端没有时间T。也就是说，T不会出现在右端方程式中。这些系统有“自动协商”系统的名称。自我协商系统有一个重要的特性：相空间轨道不相交。也就是说，除了奇点，拓扑空间中的所有点都只有一个进化方向。2020

4、/7/25，9，为了研究牙齿方程，洛伦兹启动MIT Royal McBee 计算机后发出刺耳的尖叫声，每周使用一次故障的机器。洛伦兹用当时比较先进的东西模拟天气，似乎没有人真正相信牙齿物品的示范结果，所以人们把处理的气象戏称为“玩具气象”。然而，正是在这样的计算中，洛伦兹严重怀疑长期天气预报是不可能的！不说明的话，以上断言会受到各种攻击。2020/7/25，10，当时对“气象预报”问题有两种茄子截然不同的看法。我以为气象预报能像哈雷彗星一样做出准确的预测，但是计算工作量太大了。另一种认为“天上有不可预测的风云”，气象很难预报。就是E.N .洛伦兹，在计算之前，具有准确预测的观点。，2020/7

5、/25，11，突然有机会来罗伦兹。为了Royal McBee计算机的低效率，计算经常持续一整天，甚至更长时间。另外，Royal McBee电脑总是出故障，所以细心的洛伦兹需要计算两次以上，当天洛伦兹正好做了第二次计算，中午有事。(威廉莎士比亚，Northern Exposure(美国电视电视剧)，计算机)他保留了6位小数，例如0.506127，以输出中间结果。)；下午继续节约空间，他只输入了前三名。是0.506。但是最后一整天计算的结果与第一次完全不同。2020/7/25，12，2020/7/25，13，洛伦兹重新计算了第三和第四个小时。他引起了重大怀疑：“器官气象，预报注定要失败。”他这样回

6、忆。“一个普通人看到我们几个月前就能很好地预报潮水，就问为什么对大气不能这样炮击。两者徐璐不过是不同的流体，运动规律大体上是一样的复杂。但是我发现，任何进行非周期性行为的物理系统都无法预测。”，2020/7/25，14，他怀疑气象预报和楚奇是如此敏感(0.001误差也渡边杏)，其背后隐藏的本质的凶恶是非线性的，非线性对楚奇敏感是共同点。正如控制论创始人n . Bina引用的，第一首德国民歌：钉子不足，蹄子脱落。蹄下，战马下踢。战马踢，骑士绝对；骑士绝对，战争打折；战争破了，国家灭亡了。2020/7/25，15，一个国家的兴衰是因马蹄缺乏而被钉死的！在科学中，像在生活中一样，人们知道一系列事件往

7、往有一个临界点，那里的小变化也会扩大。但是混乱意味着有很多这样的临界点。它们没有洞，总是有。在天气等系统中，对初始条件的敏感性是各种规模运动徐璐纠缠不清的必然结果。2020/7/25，16，洛伦兹在自己玩具般的天气模型中模拟了对非周期初始条件的敏感依赖型，令同事们大吃一惊。牙齿模型包含12个方程，以无情的机械效率一次迭代计算。在这样简单的决定论系统中，如何得到如此丰富、如此不可预测、如此混乱的结果？但遗憾的是，1963年大气科学杂志第20卷130页发表的洛伦兹创业文章没有人注意到，也没有受到重视，而是安静而波澜。2020/7/25，17，Lorentz老师的内心愤怒，但在美国很难引起轰动的国家

8、，这种现象也是不可避免的。Lorentz老师通过对非线性研究的深入研究发现了奇异的吸引子，其结构像蝴蝶一样酷。奇异的吸引人，2020/7/25，18，给洛伦兹写过关于R.Bradbury的物语惊喜。也就是说，由于史前时代蝴蝶的死亡无法复活，现代总统竞选结果发生了变化。此后，洛伦兹使用海鸥作为对初始条件敏感的依赖符号。洛伦兹的“伟大”故事是美国气象学家分部主席菲利普梅利莱斯。他在1972年劳伦斯的华盛顿会议上发表了论文题目：“巴西的蝴蝶扇动翅膀会在德克萨斯引起龙卷风吗？”改成了。这就是著名的蝴蝶效果(Butterfly effect)。所以Lorentz也让世界闻名。2020/7/25，19，洛

9、伦兹吸引子，2020/7/25，20，牙齿魔术般的图像成为早期混沌研究人员使用的徽章，如猫头鹰的脸、财富和蝴蝶的翅膀。显示隐藏在无序数据流中的精细结构。传统上，任何变化量都可以用所谓的时间序列来表示(左上)。为了表示三个变量的变化关系，必须使用不同的技术。任何时候，三个牙齿茄子变量的值都可以设置3D空间中一点的位置。系统变更时，牙齿点的移动表示连续变更的变数。，2020/7/25，21，由于系统不完全自重复，点的轨迹从不自行相交。相反，它永远不停地旋转。引诱者的运动是抽象的，但它给人一点现实系统的运动气味。例如，从猿的一个翅膀跳到另一个翅膀，就像是像差或对流的旋转反转。2020/7/25，22

10、，滚动的流体生成激烈的chaos，2020/7/25，23，液体或气体在下面加热时，流体倾向于将自己组成柱子(左图)。热流体从一侧上升，失去热量，从另一侧下降是对流的过程。热量继续增加(右)时，出现不稳定性，在圆圈上起伏，沿着牙齿圆柱的长度前后移动。在更高的温度下流动变得混乱。洛伦兹发现的第一个著名的混沌系统准确地相当于一种动力学设备像差。牙齿简单的设备能提供惊人复杂的动作。2020/7/25，24，洛伦兹像差，2020/7/25，25，像差的旋转和液体对流中“滚”的旋转有几个茄子共同点。像差像“滚动”。两个系统都在水或热的一定驱动下，都需要消耗能量。流体损失热，水力篮子损失水。当两个系统的长

11、时间动作都取决于驱动热量的量。水从顶部以恒定的速度注入。如果水的速度很低，顶部的篮子就不能装满克服摩擦力的力，像差决不会开始转动。(同样，如果输入流体的热量太小，不足以克服粘度，流体不会移动。)，2020/7/25，26，但如果水循环更快(右)，旋转会因系统内部非线性而混乱。篮子通过水流时，它能装满的程度取决于转速。如果水旋转得太快，就来不及装满篮子了。(同样，快速旋转的对流“滚”中的液体也不能吸收热量。此外，当水轮快速旋转时，座舱可能会在扔水之前从另一边爬上来。结果，上升的一侧装有水的篮子可以降低或逆转旋转速度。流速增加时，前轮的重量使水轮开始转动(左图)。像差能以恒定速度继续到达旋转状态(

12、中间的图)。2020/7/25，27，洛伦兹发现实际上可以在很长的时间内多次旋转，永远达不到一定的速度，不会以任何可预测的方式重复。在数千篇关于混乱的技术论文中，几乎没有比决定性的非周期流引用得更多的。多年来，没有一个研究对象像这里画的神秘曲线一样。后来，被称为洛伦兹吸引子的双螺旋线引起了这么多的图片说明甚至动画。(威廉莎士比亚，Northern Exposure美国电视电视剧，)洛伦兹的图形首次显示“这是复杂的”一词的意思。混乱的所有丰富内容都在这里。洛伦兹以伟大的“怀疑”为人类“非线性世界”做出了贡献。2020/7/25，28，6，怀疑：海岸线有多长？从问题来看，很多人认为是儿童提出的“儿

13、童问题”。答案和一个人有多高一样简单。但是，从著名的波兰数学家曼德勃罗的角度来看，这种怀疑正是新几何分形几何的最好机会。2020/7/25，29，menoit Mandel brot . 1924-生于波兰华沙的立陶宛犹太家庭。爸爸是成衣批发商，妈妈是牙医。1936年全家移居巴黎。受战争教育是很不正常的。他后来自行回忆说，他没有写过5乘5以上的乘法口诀表。勤奋和才能帮助曼德勃罗快速成长。2020/7/25，30，mender brow，2020/7/25，31，特别是他对图形的敏感和精通有助于学习几何。他确实是数学多方面手，是IBM纯研究的核心，精通经济学。偶然的机会，他可以接触到英国科学家理

14、查森死后发表的有关“海岸问题”的报道。曼德勃罗调查了西班牙、葡萄牙、比利时和荷兰的百科全书。发现，对这些国家共同界限的估计相差20。2020/7/25，32，曼德勃罗怀疑任何海岸线在某种意义上都必须是无限的。分形海岸，2020/7/25，33，所以曼德勃罗是自然界的自我相似性，分形几何，2020/7/25，34，Cantor 3分，2020/7/25，2020此外，由于自身的相似特性，维度突破了以前的正数0，1，2，进入了更复杂的结构。对海岸线长度的怀疑引发了新的几何，怀疑是探索的先导。2020/7/25，44，工具书，1 E.N .洛伦兹，混沌的本质，气象出版社，1997，2詹姆斯，格雷克，混沌创造了新的一课。实际上，作为力学的先驱，他对16世纪17世纪物理学做出了卓越的贡献，但很少人知道伽利略的难题。2020/7/25，46，提出了非常有意义的数学问题。自然数多吗？还是完全平方数多？自然数1，2，3，4，5，完整的平方数1，4，9，16，25，牙齿两个数列都是无穷无尽的。能比较它们的数量吗？更根本地说，可以比较无限吗？2020/7/25，47，伽利略有以下想法：前100个自然数中的10个平方数，前1万个自然数中的100个平方数，前100万个