上一条 下一个

混乱理论的工作原理

经过:威廉·哈里斯(William Harris)|

今天的混乱

有一段时间,在1980年代和1990年代初,混乱被吹捧为与量子力学相当的下一个科学革命。讲故事的人拥护其原则,并将其纳入他们的小说,电影和戏剧中。几乎每个人都记得“侏罗纪公园”如何治疗混乱,自称是混乱的伊恩·马尔科姆(Ian Malcolm),让沿着埃莉·萨特勒(Ellie Sattler)的手奔跑的水滴水,以证明液体永远不会走完全相同的道路。在1990年推出的迈克尔·克里顿(Michael Crichton)小说中,混乱提到了更大的主题重要性。克里顿(Crichton)将本书组织到迭代中,就像用于生成分叉图和分形的迭代一样。马尔科姆(Malcolm)对混乱的科学提供了比他的屏幕角色更深入的见解:

您要设计一堆史前动物并将它们放在岛上吗?美好的。一个可爱的梦。迷人。但这不会按计划进行。它本质上是不可预测的。我们使自己舒缓了自己的想象突然变化,因为发生在正常顺序之外的事情。事故,就像车祸一样。或超越我们的控制,例如致命疾病。我们不会想象突然的,激进的,非理性的变化,因为它内置了存在的结构。 Yet it is.

同年,斯皮尔伯格(Spielberg)用恐龙主题公园(Amok)击中了薪水污垢,汤姆·斯托帕德(Tom Stoppard)出版了他的戏剧《阿卡迪亚》(Arcadia),该剧本将混乱理论用作探索更广泛主题的工具,例如性别的奥秘和情感冲突与智力的冲突。有一次,角色Valentine Coperly提供了任何数学家会喜欢的混乱的解释:“如果您知道算法并将其送回一万次,每次屏幕上的某个地方都会有一个点。永远不知道在哪里期待下一个点。但是逐渐地,您会开始看到这种形状...”

广告

然后,尽管所有这些关注,混乱的理论似乎都退缩到了阴影中。一些人质疑该受试者是否应得到1990年代收到的所有炒作。但是实际上,混乱不是一门新科学,而不是思维的进步,世界观的转变,从牛顿决定论到非线性的不可预测性。因此,庞加莱,洛伦兹,斯米尔,扬和其他人等人逐渐发现的原理逐渐触及了所有科学,形成了可以研究任何学科中问题的镜头。哈佛大学的一位科学家这样说:“ [混乱]是一系列工具,这是一种理解在广泛领域中发生的现象的方式” [来源:Ornes]。

药物可能是从混乱见解中受益的下一个领域。例如,生理学家发现心律对初始疾病非常敏感,并且当心率变得高度规律时,肌肉组织的能力较小,无法适应需求,使人倾向于心律不齐和心肌梗死。研究人员还怀疑大脑功能中的混乱行为,并试图在患者的认知能力与他或她的脑电图(EEG)之间找到联系,这是脑电图产生的大脑活动记录。您感知和分析信息的能力是否可能与脑电图的分形维度有关?

也许有一天,由于混乱,我们会知道答案。但是,不要指望拥有可靠的10天预测。尽管我们不愿承认这一点,但有些事情简直远远超出了我们牛顿科学的掌握。

最初出版:2014年3月2日

作者注:混沌理论如何工作

回到大学,我参加了人口生物学课程,认为这就像其他生态学课程一样 - 有点柔软和温和。它最终成为我作为生物学专业的最难班级之一,充满了微分方程和复杂的概念。我不记得讨论动态的不稳定,但是我现在怀疑在撰写本文后,我们定期冒险进入混乱之地。如果我没有那么专注于在整个过程中不破坏我的GPA,我可能已经看到了其中的一些概念,这些概念是一种基本的表现,有时甚至令人恐惧的是我们对世界的看法。

相关文章

来源

  • 布拉德利,拉里。“混乱和分形。”太空望远镜科学研究所。约翰·霍普金斯大学。2010年。(2013年1月14日)http://www.stsci.edu/~lbradley/seminar/index.html
  • “混乱:图片介绍。”La Trobe University。2000年1月12日。(2013年1月14日)http://johnbanks.maths.maths.latrobe.edu.au/chaos/index.html
  • 舞蹈,斯科特。“ 50年前,大洋城正在洗净。”巴尔的摩太阳。March 5, 2012 (Jan. 14, 2013) http://www.baltimoresun.com/news/weather/bs-md-ash-wednesday-storm-20120305,0,3279194.story?page=1&track=rss
  • Dizikes,彼得。“蝴蝶的含义。”boston.com。2008年6月8日。(2013年1月14日)http://www.boston.com/bostonglobe/ideas/articles/2008/06/08/the_meaning_of_of_the_butterfly/?page=full = flyl
  • 埃特,格伦。“混乱的超文本:计算机时代的数学。”(2013年1月14日)http://hypertextbook.com/chaos/
  • 分形基础。“什么是混乱理论?”(2013年1月14日)
  • 格里克,詹姆斯。“混乱:制作一门新科学。”开放路。2011。
  • 拉普拉斯,皮埃尔·西蒙。“关于概率的哲学论文。”由弗雷德里克·威尔逊·特鲁斯科特(Frederick Wilson Truscott)和弗雷德里克·林肯·埃默里(Frederick Lincoln Emory)翻译。约翰·威利(John Wiley&Sons)。1902.(2014年2月4日)
  • Li,Tien-Yien和James A. Yorke。“第三阶段意味着混乱。”美国数学月度。卷。82,第10号(1975年12月)。(2014年2月4日)http://www.its.caltech.edu/~matilde/liyorke.pdf
  • Oestreicher,基督徒。“混乱理论的历史”。临床神经科学的对话。2007。
  • Ornes,Stephen。“……混乱理论发生了什么事?”发现杂志。2007年4月4日。(2013年1月14日)http://discovermagazine.com/2007/apr/whatewhate-happend-to-chaos-theory#ups90hbgj5q5q
  • 阅读,狼。“ 1962年哥伦布日的大打击。”华盛顿大学。2005年2月9日。(2013年1月14日)http://www.climate.washington.edu/stormking/october1962.html
  • star子团队。“ Urbain le Verrier。”NASA/GSFC。(2014年2月4日)http://starchild.gsfc.nasa.gov/docs/starchild/whos_who_level2/leverrier.html
  • 泰勒,理查德·P。“波洛克混乱中的命令”。科学美国人。2002年12月。
  • 特朗普,马修·A。“什么是混乱?”伊利亚·普里瓜碱研究中心统计力学和复杂系统,得克萨斯大学。1998年8月14日。(2013年1月14日)http://order.ph.utexas.edu/chaos/
  • Wang,W。“分叉”。生态学百科全书,第一卷。Elsevier。2008。
特色