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复杂系统和简单物体

 众智图书馆 2019-07-25

  欧洲从文艺复兴之后,出现不少科学大师,发现了不少自然规律,这些规律基本上都可以用数学公式来描述,比如地球绕太阳公转的周期和位置,与此相应出现了决定论,认为一切可以还原、可重复、可以测量。随着人们对自然认识的进一步加深,人们发现许多事物由于影响的因素众多,不可能再用简单的数学公式来描述了。爱因斯坦的相对论指出时空不再是绝对均匀的,是可以弯曲的。波尔的量子理论则指出了微观世界的“测不准原理”,一方面要测量就要施加影响,这一影响在微观世界就足以影响被观察者本身,另一方面科学家说测不准是类波系统的特征。所以量子世界用概率说话,我们高中化学的“电子云团”就是由于电子围绕原子核运动没有轨道,只是运行在某一空间区域。

  我们现在的科学主要描述的都是一些机械类的东西,处于无序状态的东西。用比较专业的语言来叙述就是:遵循热力学第二定律的事物。但是热力学第二定律的前提是要在封闭的系统中,可是人们发现许多事物是和外界进行热交换的,比如生物,是远离平衡态的,所以近来又提出了一个所谓“后现代科学”的概念。后现代科学把世界分为“简单的事物”和“复杂系统” 4两类,人们发现不能用以前的理论来描述复杂系统。描述复杂系统的理论是“耗散结构理论”、“复杂系统论”、“信息论”、“混沌理论”等。因为复杂系统的影响因素非常多,后现代科学认识到对于复杂的系统,只能用概率来考核了,用简单的可重复性来作为科学的标准有些不妥。比如天气,影响天气的因素非常多,每天的天气都不一样,现代的天气预报只有一个准确率的问题,百分百的预测是不可能的,但是我们还是建立了模型在预测(建立我国天气预报模型的首席科学家还得了国家科学大奖呢)。我们用卫星,用雷达系统来采集数据,输入到模型中,每天用巨型计算机来计算,但是天气预报的准确率到底有多少,相信各位一定有自己的判断。近来我国先后发生了汶川地震和青海玉树地震,地震预测,现代科学一直还是一个空白,倒是在70年代我国还有过几次成功的地震预报,最著名的就是75年的辽宁海城7.3级地震预报。其实天气也好,地震也好都属于复杂系统,复杂系统不遵循简单事物中的可重复性原理。复杂系统有一个著名的效应“蝴蝶效应”,说的是:一只南美洲亚马孙河边热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇几下翅膀,就有可能在两周后引起美国得克萨斯的一场龙卷风。虽然原来的意思是:初始条件敏感,但是这一结果更是许多条件恰好凑在一起的结果;是一系列节点放大的结果,没有许多机缘的巧合,是不可能的。我们人类社会个人的命运也存在类似“蝴蝶效应”的现象。西方的一个民谣很形象地说明了“蝴蝶效应”的节点放大。

  丢失一个钉子,坏了一只蹄铁; 

  坏了一只蹄铁,折了一匹战马; 

  折了一匹战马,伤了一位骑士; 

  伤了一位骑士,输了一场战斗; 

  输了一场战斗,亡了一个帝国。 

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