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蝴蝶效應(yīng)（The Butterfly Effect）是指在一個動力系統(tǒng)中，初始條件下微小的變化能帶動整個系統(tǒng)的長期的巨大的連鎖反應(yīng)。這是一種混沌現(xiàn)象。任何事物發(fā)展均存在定數(shù)與變數(shù)，事物在發(fā)展過程中其發(fā)展軌跡有規(guī)律可循，同時也存在不可測的“變數(shù)”，往往還會適得其反，一個微小的變化能影響事物的發(fā)展，說明事物的發(fā)展具有復(fù)雜性。
美國氣象學(xué)家愛德華·洛倫茲（Edward N.Lorenz）于1963年，在一篇提交紐約科學(xué)院的論文中分析了這個效應(yīng)。
基本信息
| 中文名 | 蝴蝶效應(yīng) |
| 外文名 | The Butterfly Effect |
| 術(shù)語類別 | 哲學(xué)，自然現(xiàn)象 |
| 提出者 | 愛德華·諾頓·洛倫茲 |
| 理論基礎(chǔ) | 說明事物發(fā)展的復(fù)雜性 |
理論由來
蝴蝶效應(yīng)[拓撲學(xué)連鎖反應(yīng)]
蝴蝶效應(yīng)[拓撲學(xué)連鎖反應(yīng)]
美國氣象學(xué)家愛德華·羅倫茲（Edward N.Lorenz）1963年在一篇提交紐約科學(xué)院的論文中分析了這個效應(yīng)。“一個氣象學(xué)家提及，如果這個理論被證明正確，一只海鷗扇動翅膀足以永遠改變天氣變化。”在以后的演講和論文中他用了更加有詩意的蝴蝶。對于這個效應(yīng)最常見的闡述是：“一只南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶，偶爾扇動幾下翅膀，可以在兩周以后引起美國得克薩斯州的一場龍卷風(fēng)。”其原因就是蝴蝶扇動翅膀的運動，導(dǎo)致其身邊的空氣系統(tǒng)發(fā)生變化，并產(chǎn)生微弱的氣流，而微弱的氣流的產(chǎn)生又會引起四周空氣或其他系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，由此引起一個連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致其他系統(tǒng)的極大變化。他稱之為混沌學(xué)。當(dāng)然，“蝴蝶效應(yīng)”主要還是關(guān)于混沌學(xué)的一個比喻。也是蝴蝶效應(yīng)的真實反應(yīng)。不起眼的一個小動作卻能引起一連串的巨大反應(yīng)。
這句話的來源，是這位氣象學(xué)家制作了一個電腦程序，這個可以模擬氣候的變化，并用圖像來表示。最后他發(fā)現(xiàn)，圖像是混沌的，而且十分像一只張開雙翅的蝴蝶，因而他形象地將這一圖形以“蝴蝶扇動翅膀”的方式進行闡釋，于是便有了上述的說法。
羅倫茲發(fā)現(xiàn)，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造成了巨大的后果。后來，羅倫茲在一次演講中提出了這一問題。他認為，在大氣運動過程中，即使各種誤差和不確定性很小，也有可能在過程中將結(jié)果積累起來，經(jīng)過逐級放大，形成巨大的大氣運動。所以，長期的準(zhǔn)確預(yù)測天氣是不可能的。
于是，羅倫茲認定，他發(fā)現(xiàn)了新的現(xiàn)象：事物發(fā)展的結(jié)果，對初始條件具有極為敏感的依賴性。他于是認定這為：“對初始值的極端不穩(wěn)定性”，即：“混沌”，又稱“蝴蝶效應(yīng)”。
理論研究
關(guān)于蝴蝶效應(yīng)
蝴蝶效應(yīng)是說，初始條件十分微小的變化經(jīng)過不斷放大，對其未來狀態(tài)會造成極其巨大的差別。有些小事可以糊涂，有些小事如經(jīng)系統(tǒng)放大，則對一個組織、一個國家來說是很重要的，就不能糊涂。
“蝴蝶效應(yīng)”的初始就是混沌的，在不準(zhǔn)確或者說是不精確中產(chǎn)生的，所以什么樣的可能都會發(fā)生。
科學(xué)家給混沌下的定義是：混沌是指發(fā)生在確定性系統(tǒng)中的貌似隨機的不規(guī)則運動，一個確定性理論描述的系統(tǒng)，其行為卻表現(xiàn)為不確定性一不可重復(fù)、不可預(yù)測，這就是混沌現(xiàn)象。進一步研究表明，混沌是非線性動力系統(tǒng)的固有特性，是非線性系統(tǒng)普遍存在的現(xiàn)象。牛頓確定性理論能夠完美處理的多為線性系統(tǒng)，而線性系統(tǒng)大多是由非線性系統(tǒng)簡化來的。因此，在現(xiàn)實生活和實際工程技術(shù)問題中，混沌是無處不在的。從洛倫茨第一次發(fā)現(xiàn)混沌現(xiàn)象至今，關(guān)于混沌的研究一直是科學(xué)家、社會學(xué)家、人文學(xué)家所關(guān)注的。研究混沌，其實就是發(fā)現(xiàn)無序中的有序，但今天的世界仍存在著太多的無法預(yù)測，混沌，這個話題也必將成為全人類性的問題。在此，由于知識有限，我們只是做了極其膚淺的介紹和引入，希望有更多人能走進混沌之門，以更深邃的眼光來審視這個世界。今后或許能致力于此方面的研究。
實際應(yīng)用
社會方面
洛倫斯吸引子——蝴蝶效應(yīng)的理論基礎(chǔ)
蝴蝶效應(yīng)在社會學(xué)界用來說明：一個微小的機制，如果不加以及時地引導(dǎo)、調(diào)節(jié)，可能會給社會帶來非常大的危害，戲稱為“龍卷風(fēng)”或“風(fēng)暴”；一個微小的機制，只要正確指引，經(jīng)過一段時間的努力，將有可能會產(chǎn)生轟動效應(yīng)，或稱為“革命”。
蝴蝶效應(yīng)在心理學(xué)方面的應(yīng)用：蝴蝶效應(yīng)指一件表面上看來毫無關(guān)系、非常微小的事情，可能帶來巨大的改變。此效應(yīng)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(dāng)一個人小時候受到微小的心理刺激，長大后這個刺激會被放大，電影《蝴蝶效應(yīng)》中作了精彩詮釋。
經(jīng)濟方面
蝴蝶效應(yīng)[拓撲學(xué)連鎖反應(yīng)]
1998年亞洲發(fā)生的金融危機和美國曾經(jīng)發(fā)生的股市風(fēng)暴實際上就是經(jīng)濟運作中的“蝴蝶效應(yīng)”；1998年太平洋上出現(xiàn)的“厄爾尼諾”現(xiàn)象就是大氣運動引的“蝴蝶效應(yīng)”。“蝴蝶效應(yīng)”是混沌運動的表現(xiàn)形式。當(dāng)我們進而考察生命現(xiàn)象時，既非完全周期，又非純粹隨機，它們既有“鎖頻”到自然界周期過程（季節(jié)、晝夜等）的一面，又保持著內(nèi)在的“自治”性質(zhì)。蝴蝶效應(yīng)也是混沌學(xué)理論中的一個概念。它是指對初始條件敏感性的一種依賴現(xiàn)象：輸入端微小的差別會迅速放大到輸出端壓倒一切的差別，好像一只蝴蝶今天在北京扇動翅膀，可能在大氣中引發(fā)一系列事件，從而導(dǎo)致某個月紐約一場暴風(fēng)雨的發(fā)生。
1、一滴很小的水滴，如果在雪坡上向下滾動，慢慢形成雪球，最后雪球越滾越大。
2、洛侖茲將僅僅相差0.0001的兩個初始條件輸入一個數(shù)學(xué)方程，計算得出的兩條曲線不久就分道揚鑣，相差很遠。
數(shù)學(xué)方面
“余切序列”是蝴蝶效應(yīng)的一個典型例子。你看，以下三個數(shù)列每一項都是前一項的余切；初值分別為1、1.00001、1.0001，但是從第10項開始，三個數(shù)列開始形成巨大的分歧。這就是混沌的數(shù)列，經(jīng)過足夠多項后，得到的數(shù)字完全可以看作是隨機的，混沌的。
甲 | 乙 | 丙 | |
1 | 1 | 1.00001 | 1.0001 |
2 | 0.642092616 | 0.642078493 | 0.641951397 |
3 | 1.337253178 | 1.337292556 | 1.337647006 |
4 | 0.237883877 | 0.237842271 | 0.237467801 |
5 | 4.124136332 | 4.124885729 | 4.131642109 |
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古籍記載
中國古代典籍中的關(guān)于蝴蝶效應(yīng)的描述：
原文：
楚之邊邑曰卑梁，其處女與吳之邊邑處女桑于境上，戲而傷卑梁之處女。卑梁人操其傷子以讓吳人，吳人應(yīng)之不恭，怒，殺而去之。吳人往報之，盡屠其家。卑梁公怒，曰：“吳人焉敢攻吾邑？”舉兵反攻之，老弱盡殺之矣。吳王夷昧聞之，怒，使人舉兵侵楚之邊邑，克夷而后去之。吳、楚以此大隆。吳公子光又率師與楚人戰(zhàn)于雞父，大敗楚人，獲其帥潘子臣、小帷子、陳夏嚙。又反伐郢，得荊平王之夫人以歸，實為雞父之戰(zhàn)。凡持國，太上知始，其次知終，其次知中。三者不能，國必危，身必窮。《孝經(jīng)》曰：“高而不危，所以長守貴也；滿而不溢，所以長守富也。富貴不離其身，然后能保其社稷，而和其民人。”楚不能之也。（《呂氏春秋·察微》）
譯文：
楚國有個邊境城邑叫卑梁，那里的姑娘和吳國邊境城邑的姑娘同在邊境上采桑葉，游戲時，吳國的姑娘弄傷了卑梁的姑娘。卑梁的人帶著受傷的姑娘去責(zé)備吳國人。吳國人出言不恭，卑梁人十分惱火，殺死吳人走了。吳國人去卑梁報復(fù)，把那個卑梁人全家都殺了。卑梁的守邑大夫大怒，說：“吳國人怎么敢攻打我的城邑？”于是發(fā)兵反擊吳人，把吳人老幼全都殺死了。吳王夷昧聽到這件事后很生氣，派人領(lǐng)兵入侵楚國的邊境城邑，攻占夷以后才離去。吳國和楚國因此發(fā)生了大規(guī)模的沖突。吳國公子光又率領(lǐng)軍隊在雞父和楚國人交戰(zhàn)，大敗楚軍，俘獲了楚軍的主帥潘子臣、小帷子以及陳國的大夫夏嚙。又接著攻打郢都，獲得楚平王的夫人而回。這就是雞父之戰(zhàn)。凡是主持國事，最上等的是要了解事情開始時的情勢，其次是要預(yù)見到事情的結(jié)局，再次是要知道事情發(fā)展的經(jīng)過。這三點都做不到，國家一定危險，自身一定困窘。《孝經(jīng)》上說：“高卻不傾危，就能長期保持尊貴；滿卻不外溢，就能長期保持富足。富貴不離其身，然后才能保住他的國家，而且安定他的人民。”可是楚國做不到這一點。
參考資料
[1]
蝴蝶效應(yīng)是什么意思,什么是蝴蝶效應(yīng) · 奧秘世界[引用日期2015-07-24]
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