5分3D登入网址-5分3D官网

不可预测的宇宙:暗藏着令人惊奇规律的混沌理论

时间:2020-01-12 09:43:26 出处:5分3D登入网址-5分3D官网
  新浪科技讯 北京时间12月16日消息,据国外媒体报道,精确进行天气预报是件非常困难的事情,倒不完正部都在原困它很错综复杂(有类似于 哪些地方的问题图片比这错综复杂得多,科学家都能轻松外理),只是原困类似于 更根本的原困:科学家在20世纪中叶发现,亲戚类似于 人所在的类似于 宇宙十分混乱,从类似于 方面而言完正不可预测。但在类似于 混沌深处,却又暗藏着类似于 令人惊奇的规律。假如有一天亲戚类似于 人能充分理解哪些地方地方规律,或许可不时需揭露出更多事情的真相。

  理解混沌

  物理学最美妙的类似于 便在于其“决定性”。假如有一天你了解某个系统的完正价值形式(这里所说的“系统”可不时需是单个粒子、也可不时需是地球上的天气规律、甚至可不时需是整个宇宙的演变史),也了解物理法则,你就可不时需精准地预测类似于 系统的未来走向。这只是所谓的“决定论”。物理学家正是利用类似于 点,对粒子、天气和整个宇宙的未来演化过程进行预测的。

  但亲戚类似于 人发现,自然界既具有决定性,又具有不可预测性。亲戚类似于 人最早在19世纪就意识到了类似于 点。当时的瑞典国王曾针对“三体哪些地方的问题图片”进行悬赏,谁能外理类似于 哪些地方的问题图片,便可得到奖励。三体哪些地方的问题图片研究的主只是利用牛顿法则预测物体的运动轨迹。假如有一天太阳系所含从前天体仅靠引力所处相互作用,牛顿的物理法则便能精确预测出它们的未来。但假如有一天向类似于 引力系统中引入第从前天体,就无法对该系统的未来进行预测了。

  具有争议性的超级天才、法国数学家亨利·彭加莱(Henri Poincaré)赢得了此次悬赏,但并未真正外理三体哪些地方的问题图片。相反,他针对该哪些地方的问题图片撰写了一篇论文,完正解释了该哪些地方的问题图片不可解的原困。其中从前关键原困是,系统起始时哪怕非要一丁点微小差别,到刚开始英语 时都在原困天差地别。

  类似于 观点在当并未得到重视,物理学家仍然认为宇宙是决定性的。老要到20世纪中叶,爱德华·洛伦兹(Edward Lorenz)利用早期计算机研究地球天气的简单模型后,科学家才刚开始英语 转变观念。洛伦兹发现,每次他重启模拟时,得到的结果都相差甚远。这令他十分诧异,原困他每次输入的数据都完正相同,为什么在么在愿意用的是计算机,理应很擅长做重复性工作才对。

  事实上,类似于 模拟系统的初始条件具有极高的敏感性。哪怕刚开始英语 时非要类似于 点化整误差、连一百分之一完正都在到,也会原困该系统模拟出的天气全然不同。

  洛伦兹发现的类似于 哪些地方的问题图片,只是所谓的“混沌”。

  暗中摸索

  正如庞加莱最早发现的那样,这正是混沌系统的标志性价值形式。一般来说,原困对系统的初始条件稍加改动,最终输出的结果仅会稍有不同。但天气系统并完正都在从前。一次微不足英文道的变化(如一只蝴蝶在南美洲扇了一下翅膀)便原困使天气所处巨变(如大西洋形成了一场新的飓风)。

  事实上,混沌系统无处不在 ,甚至遍及整个宇宙。将从前单摆连接在从前单摆末端,就得到了从前非常简单、却又十分混沌的系统;令庞加莱大伤脑筋的三体哪些地方的问题图片也是从前混沌系统;物种随时间的演变也是从前混沌系统……没错,混沌的确无处不在 。

  初始条件的敏感性原困,亲戚类似于 人永远无法对混沌系统做出准确预测,原困亲戚类似于 人否有原困得知系统所处的确切走向。假如有一天在类似于 过程中每项了一丁点,过了一段时间,你就搞不清系统的情况汇报了。

  这只是天气预报否有原困百分之百精确的原困。

  分形的秘密

  在类似于 不可选者性和混沌头上,深藏着类似于 令人惊讶的价值形式。哪些地方地方价值形式在“相空间”(phase space)中体现得淋漓尽致。“相空间”描述了从前系统在不一块儿间点上所处的情况汇报。原困你知道从前系统在特定时间拥哪些地方地方属性,就可不时需在相空间中描述出对应的点。随着系统不断演变,其情况汇报和属性也在不断变化。愿意再选者从前时间点,在相空间中描述出与该时间点对应的点。这般持续下去,相空间中描述的点越积过多。有了足够多的点,你就可不时需观察到系统在类似于 时期的行为变化了。

  类似于 系统会呈现出类似于 叫安“吸引子”的规律:无论你从哪里启动系统,它最终都在演变为当时人倾向的某个特定情况汇报。类似于 ,无论你在山谷中的哪个位置扔下从前球,它最终都在滚落到谷底。或者 谷底只是类似于 系统的“吸引子”。

  洛伦兹在研究上述简单天气系统的相空间时,也发现了从前吸引子。但类似于 吸引子不同于他只是见过的任何事物。他的天气系统完正都在一定规律可言,但同类似于 情况汇报从未重复出显过。也只是说,相空间中永远不必出显相互重叠的从前点。

  矛盾之处

  这看上去明显很矛盾:系统有从前吸引子,即系统会倾向于演变成某一系列情况汇报;但同类似于 情况汇报从未出显过两次。唯一能描述类似于 特殊构造的非要所谓的“分形”价值形式。

  假如有一天将洛伦兹天气系统的相空间的某一每项放大观察,就会看了它的价值形式与整个相空间完正相同,只不过缩小了类似于 ;只原困从类似于 每项中再截取出一每项放大观察,又会看了同从前“吸引子”的缩小版……以此类推。类似于 无论为什么在么在会 放大、看上去都与从前相同的价值形式就叫做“分形”。

  或者 ,该天气系统的确有从前吸引子,只是很奇特而已。或者 科学家按字面意思将其命名为“奇异吸引子”。事实上,不仅是天气系统、任何种类的混沌系统中都原困所处奇异吸引子。

  亲戚类似于 人尚未弄清奇异吸引子的本质、它们的重要性、以及如何在不可预测的混沌系统中运用它们。在数学界和科学界,这仍然是一片全新的领域。哪些地方地方混沌系统在一定程度上也原困具有决定性和可预测性,只是亲戚类似于 人目前还不甚了然。就目前来说,亲戚类似于 人还是先努力外理天气预报的哪些地方的问题图片吧。

热门

热门标签