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[分形与混沌] 深邃混沌之窥探 【转】

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发表于 2016-3-30 14:23 | 显示全部楼层 |阅读模式

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一沙见世界,一花窥天堂。手心握无限,须臾纳永恒。
《混沌七鉴——来自易学的永恒智慧》(约翰.布里格斯、F.戴维.皮特 著)一书中,作者以超凡的洞悉力把混沌理论应用于日常生活,把智慧展现于生活的方方面面,把科学与哲学结合到了极致。令人学习到一种全新的科学的观察方式,体验微妙的世界秩序,这对热爱科学和哲学的人来说,无疑是一次头脑风暴。
一、混沌理论的隐喻
我们生活中有这些司空见惯的现象:朗朗晴空中飘移着变化多端的流云,徐徐微风中的摇曳着明亮的烛火,袅袅上升的香烟烟柱盘旋成缭绕的漩涡……这些随机的、非周期性、非线性的现象无不蕴藏着深邃的混沌身影。到底什么是混沌?所谓“混沌”,曾有一书给出通俗解释是看来遵从确定规律的事物也会显现超于想象的繁复多样,只要稍有些微的条件差异,就会导致令人瞠目结舌的不同结果;也有解释指貌似随机的事件背后存在着的内在联系。
过去的几百年,科学家文化一直用一种分析、定量、对称而又机械的眼光看待这个世界,混沌帮我们从该模式中解脱了出来。近几十年来,混沌观念的应用不仅体现在科学领域,它还演变成了新的文化隐喻。
当哥白尼提出日心说时,他的思想不仅推翻了一条中世纪哲学的信条,更为重要的是使西方社会的注意力由上帝和来世转移到了个体人和大自然的规律上。达尔文的进化论对普通个体看待世界的方式也有革命性的影响,他的“物竞天择,适者生存”的观念已被广泛应用于商业竞争和优胜劣汰的阶级结构中,俨然成为了社会隐喻。
贯穿混沌之鉴的三个内在的主题是:控制、创造和微妙。首先是控制,生活中所遇到的困境都是不确定性和偶然性,我们竭力通过征服和控制大自然来消除不确定性,然而混沌系统是我们无论如何也无法预测、操纵并控制的。混沌意味着,我们与其抵制生活中的不确定性,还不如包容它——这正是我们需要的创造。如果能与混沌契合,我们就不必强求自身以大自然为控制者,而可以作为创造性参与者的身份去生存。当我们心里的想法发生转变时——通过放大和分岔——我们的自由度也随之扩大,我们就能体验到存在和真实。我们将变得富有创造性,而那才是真我之所在。随着事情的发展,某些初始时是微不足道的事物最后往往起着举足轻重的作用,对细节的关注使我们打开了创造性维度,使生活更深刻、更和谐。
二、混沌系统的要点
1、对初始条件的极端敏感依赖性
1979年12月,气象学家洛伦兹在美国科学促进会的一次讲演中提出“一只蝴蝶在巴西煽动翅膀可能会在美国德克萨斯引起一场龙卷风”,从此,发人深省的“蝴蝶效应”就以其大胆的想象力与迷人美学色彩,更加之深刻科学内涵与内在哲学魅力,倾倒了不断在复杂系统中苦苦求索的芸芸众生。“蝴蝶效应”反映了混沌运动的一个基本特征:对初始条件的极端敏感依赖性。 这在中国古籍中也有体现,《礼记·经解》:“《易》曰:‘君子慎始,差若毫厘,谬以千里。’”
经典动力学认为,初始条件的微小变化,对未来状态所造成的差别也微小。但混沌理论认为,初始条件的十分微小的变化经过不断放大,对其未来状态会造成极其巨大的差别。这具有非常广泛的现实意义——不可忽视微妙影响的力量,无论正面还是负面。
2、非线性系统的非因果性
  当原因与结果间的关系并不确定时,便产生非线性现象。比如说利率提高1%(原因) ,市场反应(结果)就是不确定的——结果取决于人群对该消息的解释。
非线性反馈具有无穷活力,能产生从自组织系统到分形自相似性到不可预测的混沌世界的一切事物。仿佛宇宙精灵开的玩笑,在机器范式中被视为杂乱、偶然的现象现在受到混沌整体性的赞美。
在我们感到孤独寂寞的背后是强烈的归属感,渴望与整个世界相联。我们的灵魂在其深处于整个人类休戚相关。
3、分形与自相似性
被誉为大自然的几何学的分形(Fractal)理论,是现代数学的一个新分支,它与动力系统的混沌理论交叉结合,相辅相成,但其本质却是一种新的世界观和方法论。它承认世界的局部可能在一定条件下、过程中、在某一方面(形态,结构,信息,功能,时间,能量等)表现出与整体的相似性,它承认空间维数的变既可以是离散的也可以是连续的,使科学家们可以描述漂流的云朵、奇异的湍流等自然形状,因而拓展了视野。
自相似性,顾名思义。海岸线、树的枝叶、价格走势图都是这种特征——在不同放大等级下,总显示出相同的模式。复杂中蕴藏着最简单的个体,看起来就像偶然性和随机性。混沌理论对于复杂和简单的理解是:复杂和简单并非事物内部所固有,而是体现在事物之间以及我们和它们之间的互动之中。也就是,假如我们为了完全的量化或者弄清某个细微的物体时,物体将变得无比复杂。因为所有事物最终都与其他事物相关联,要真正深入理解这种原生动物就需要理解它的整个演化史及其所处环境的整个动态。
“复杂”揭示了我们和世界之间相互作用的本质,混乱则不然。大多数混乱来源于我们顽固不化地用非此即彼的二元论来看待世界。期望事物不是简单便是复杂,就是一例。
4、自组织性
为什么世界上总是存在结构和秩序?为什么世界的总趋势是走向混乱和腐朽。正如铁会生锈、枯树会腐烂、被子里的热水会逐渐降温,花瓶会破碎,再也回不到原样……确实,趋于无序和腐朽的过程似乎永无止境。然而混沌研究发现,它仅适用于封闭系统,即没有能量补充,或与外界热量交换的场所。
   这种封闭系统在独立的个体中多数体现,而在一个有组织的相互作用的系统中,由于能量的消耗和互相补给,使得结构和秩序保持均衡。这在一个健康的生态系统中得以体现吧。
5、其它基本概念:过程的有序与结果的不确定性;临界状态;奇异吸引子;缺口原理;反馈原理;对流原理等等,都是混沌体系的有机组成部分。
  
  混沌理论,这个新世纪科学界的崭新世界观和方法论,能轻易的扫除许多传统理论的大小谬误与误区,但其自身的发展,仅仅还只是开始,未来广阔的进步空间,也将超过今天我们所有的理解。 但是,无论多有启发和具有洞察力,隐喻、理论、概念和知识也就只能引领我们这么远。要想真诚、深刻地生活,我们需要别样的事物,比如坚定地信仰。
混沌革命——我们正从科学和哲学的视角认知新的世界。


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