《混沌》:宇宙是确定性与不确定性的统一

混沌理论、相对论和量子理论并称为“二十世纪三大科学革命。”在二十一世纪已得以快速发展。

“混沌”是完全由定律支配的无定律性态,是在确定性系统中出现的随机性态。就像掷骰子,看似点数随机出现,但实际上点数始终在1至6之间循环。“自然界就是一团吵吵嚷嚷、欣欣向荣的混沌。”

英国数学家伊恩.斯图尔特(Ian Stewart,1945- )一言以蔽之。

这是一本经典的介绍混沌理论的科普入门书,曾被翻译成多国语言,深受好评。在书中,斯图尔特向大众讲述了科学界发现混沌系统的过程、日常的应用及对未来的展望。哲思与数学公式及图片相结合,揭示了真实世界的运行规律——

“混沌如同周期循环一样稀松平常。我们不能完全依赖纯理性模型来做决策,过度追求秩序和完美、反而会带来滞后、混乱。”


短语“蝴蝶效应”耳熟能详,将混沌效应描述的形象生动。一只蝴蝶扇动翅膀,可能引发一场飓风。但斯图尔特则严谨的强调说,这一短语在于过多地强调了混沌的变化无常,及不可预测的本性,忽略了混沌的另一面:稳定性。

科赫雪花的面积是有限的,但它的周长却是无限大的。薛定谔的猫,只要你不打开盒子看它,它的状态是又死又活。一件事情你不去做,将有两个结果。如果做了,结果就只有一个。

混沌彻底打破了决定论的神话,让我们看到有序与无序、有限与无限、简单与的复杂从来都不是对立的存在,而是同一宇宙本质的不同投影,是统一。

斯图尔特还谈到了混沌与随机的区别:混沌是确定系统中的不确定性,而随机则是完全无规律的不确定性。

如今,混沌理论早已运用于气象学、生态学、天文学、生理学、经济学等领域,彻底地颠覆了人类对自然、科学和人文现象的看法。

天气预报、心跳的节奏、股票的涨跌、生物的演化、社会的演变无不阐释着“混沌”系统运作的奥秘。

弹簧制造业使用混沌进行金属丝的质量控制。混沌还帮助人类搞清楚太阳系在几十亿年前,和几十亿年后的样子。

这些带给人类生活巨大革新的故事,在书中都有讲述。


读完此书:

如果你是一名理科生,采用数学的视角来读懂宇宙的运行规律,将涌现奇妙之感。

如果你是一名文科生,将深受启发,且将明白——何谓“道生一,一生二,二生三,三生万物。”“差若毫厘,谬以千里。”“一动一静互为根”。

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