“一只蝴蝶在熱帶輕輕扇動一下翅膀,就可能給一個遙遠的國家造成一場颶風。”這個非常有名的論斷,來自美國氣象學家愛德華?羅倫茲于1963年發(fā)表的一篇科學論文。在論文中,他指出“一只蝴蝶在巴西輕拍翅膀,可以導致一個月后得克薩斯州的一場龍卷風”。通過這篇論文,“蝴蝶效應”一詞開始為世界關注。
蝴蝶效應所描述的其實是一種混沌現(xiàn)象。它指出在一個動力系統(tǒng)中,初始條件下微小的變化能給整個系統(tǒng)帶來長期的、巨大的連鎖反應。
當初,羅倫茲為了預報天氣,采用計算機模擬地球大氣的變化。他采取了十幾個方程式,希望借助計算機的高速運算來提高長期天氣預報的準確性。在一次試驗中,為了提高計算精度,他把一個數(shù)值0.506提高精度到0.506127,然后再輸入電腦。但是,當他離開計算機喝了杯咖啡以后,回來再看時卻大吃一驚。他發(fā)現(xiàn)本來很小的初始誤差(數(shù)值僅僅增加了0.000127),卻讓結(jié)果偏離了十萬八千里!再次驗算發(fā)現(xiàn)計算機并沒有毛病,羅倫茲由此意識到,由于誤差會以指數(shù)形式增長,在這種情況下,一個微小的誤差隨著不斷推移會造成巨大的后果。于是,他將這種現(xiàn)象稱之為“蝴蝶效應”。這個發(fā)現(xiàn)非同小可,以致最初科學家都不理解,幾家科學雜志也都拒登他的文章,認為違背常理 相近的初值代入確定的方程,結(jié)果也應相近才對,怎么能大大遠離呢!但是,隨著大量事實的不斷印證,蝴蝶效應迅速在社會各個領域推廣開來。
要準確地理解“蝴蝶效應”,還需要了解“非線性”的概念。簡單說來,線性是指量與量之間成比例關系,形象理解,就是一種直線關系,這種關系有著明確的規(guī)則;而非線性則指不按比例、不成直線的關系,代表不規(guī)則的運動和突變。比如,兩個眼睛一起工作時,其視覺靈敏度是一個眼睛的幾倍?一般人很容易想到兩倍,然而實際情況卻是6~10倍!這就是一種典型的非線性關系,在這里,1+1不等于2。實際上,非線性無處不在,無時不在,比如:激光的生成就是非線性的,當外加電壓較小時,激光器猶如普通電燈,光向四面八方散射。而當外加電壓達到某一定值時,受激原子會突然發(fā)射出相位和方向都一致的單色光,這就是激光。健康人的腦電圖和心臟跳動并不是規(guī)則的,而是混沌的,混沌在此時化作生命力的表現(xiàn)。相比之下,混沌系統(tǒng)對外界的刺激反應,要比非混沌系統(tǒng)更快。而蝴蝶效應,便是典型的非線性,典型的混沌。
在今天,蝴蝶效應運用更多的,還是天氣、股票市場等在一定時段內(nèi)難于預測的復雜系統(tǒng)。這一效應說明,事物發(fā)展的結(jié)果,對初始條件具有極為敏感的依賴性,初始條件的極小偏差,將會引起結(jié)果的極大差異。當蝴蝶效應運用到社會學界時,說明了一個有著瑕疵的機制,不管它有多么微小,如果不加以及時地引導、調(diào)節(jié),最后很可能會給社會帶來非常大的危害,會帶來一場“龍卷風”或“風暴”;相反,一個有著優(yōu)點的機制,不管它有多么微小,只要正確指引,經(jīng)過一段時間的努力,最后很可能會產(chǎn)生轟動效應,甚至引發(fā)革命性的進展。
在西方,有一個廣為流傳的民謠,就說明了在混沌系統(tǒng)中,初始條件的微小變化經(jīng)過不斷放大,對未來造成的巨大影響。
丟了一個釘子,壞了一只蹄鐵;
壞了一只蹄鐵,折了一匹戰(zhàn)馬;
折了一匹戰(zhàn)馬,傷了一位騎士;
傷了一位騎士,輸了一場戰(zhàn)斗;
輸了一場戰(zhàn)斗,亡了一個帝國。