⑴美國麻省理工學(xué)院的洛倫茲是一個以認真而著稱的氣象學(xué)家。他對科學(xué)研究從來都是一絲不茍,決不放過任何疑點。有一天,同往常一樣,他來到實驗室開始做他的預(yù)報天氣的大氣研究。按照他往常已有的研究設(shè)想,他用計算機求解仿真地球大氣的
13
個方程式。為了更細致地考察結(jié)果,他把一個中間解取出,提高精度再送回。他想,等會兒,計算機就會有一個結(jié)果,他做完這個工作后就習(xí)慣性地去喝一杯咖啡。而當(dāng)他回來再看時大吃一驚,一切都不一樣了!預(yù)想中本來應(yīng)該很小的差異,結(jié)果卻偏離了十萬八千里!他差點連手中的咖啡杯都掉在地上。計算機出毛病了嗎?那里面可保存有許多資料。∷浅>o張地反復(fù)檢查了幾遍,確信計算機沒有毛病,于是,洛倫茲認定,他發(fā)現(xiàn)了新的現(xiàn)象:“對初始值的極端不穩(wěn)定性”,即“混沌”,又稱“蝴蝶效應(yīng)”。
⑵這個發(fā)現(xiàn)非同小可,以至科學(xué)家都不理解,幾家科學(xué)雜志也都拒絕刊登他的文章,認為“違背常理”——相近的初值代入確定的方程,結(jié)果也應(yīng)相近才對,怎么能大大偏離呢!
⑶
1979
12
月,洛倫茲在華盛頓的美國科學(xué)促進會的一次講演中,對自己的發(fā)現(xiàn)作了一個形象的比喻:一只蝴蝶在巴西扇動翅膀,有可能會在病癥的得克薩斯引起一場龍卷風(fēng)。他的演講和結(jié)論引起了與會者的強烈反響,給人們留下了極其深刻的印象。從此以后,所謂“蝴蝶效應(yīng)”之說就不脛而走,聲名遠揚了。
⑷“蝴蝶效應(yīng)”是宇宙萬物一個共相。在人們的常規(guī)思維中,所有的事物,其運動變化都遵循一個基本的邏輯,即從簡單到復(fù)雜,比如
1+1
等于
2
,不等于
3
。但實際上,宇宙萬物并不一定遵循這個邏輯而存在。也許,一個簡單的細節(jié)變化,最后導(dǎo)致了全體的徹底變化!中國人所說的“一著不慎,滿盤皆輸”,講的也正是這個道理。這個道理被科學(xué)家在越來越多的領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)并證實。
⑸線性,指量與量之間按比例、成直線的關(guān)系,在空間和時間上代表規(guī)則和光滑的運動;而非線性則指不按比例、不成直線的關(guān)系,代表不規(guī)則的運動和突變。如問:兩只眼睛的視敏度是一只眼睛的幾倍?很容易想到的是兩倍,可實際是
6~10
倍!這就是非線性:
1+1
不等于
2
。激光的生成。當(dāng)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(dāng)外加電壓達到某一定值時,會突然出現(xiàn)一種全新現(xiàn)象:受激原子好像聽到“向右看齊”的命令,發(fā)射出相位和方向都一致的單色光,就是激光。
⑹天體運動存在“蝴蝶效應(yīng)”(混沌);電、光與聲波的振蕩,會突陷混沌;地磁場在
400
萬間,方向突變
16
次,也是由于混沌。甚至人類自己,原來都是非線性的:與傳統(tǒng)的想法相反,健康人的腦電圖和心臟跳動并不是規(guī)則的,而是混沌的,混沌正是生命力的表現(xiàn),混沌系統(tǒng)對外界的刺激反應(yīng)比非混沌系統(tǒng)快。
⑺混沌理論認為在混沌系統(tǒng)中,初始條件的十分微小的變化經(jīng)過不斷放大,對其未來狀態(tài)會造成極其巨大的差別。我們可以用在西方流傳的一首民謠對此作形象地說明。這首民謠說:丟失了一個釘子,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。馬蹄鐵上一個釘子是否會丟失,本是初始條件的十分微小的變化,但其“長期”效應(yīng)卻是一個帝國存與亡的根本差別。這就是軍事和政治領(lǐng)域中所謂的“蝴蝶效應(yīng)”。有點不可思議,但是確實能夠造成這樣的惡果。一個明智的領(lǐng)導(dǎo)人一定要防微杜漸,看似一些極微小的事情卻有可能造成集體內(nèi)部的分崩離析,那時豈不是悔之晚矣?
⑻“蝴蝶效應(yīng)”之所以令人著迷、激動、發(fā)人深省,不但在于其大膽的想象和迷人的美學(xué)色彩,更在于其深刻的科學(xué)內(nèi)涵和內(nèi)在的哲學(xué)魅力。
1
.第⑵段“非同小可”的意思是
2
.用文中的話(不包括第一段)解釋“蝴蝶效應(yīng)”。(用“
”在原文中劃出)
3
.說說第⑷段“宇宙萬物并不一定遵循這個邏輯而存在”一句中“不一定”的表達作用。
4
.請把第⑸段空缺處的過渡句補寫完整。
激光的生成
5
.為什么說“蝴蝶效應(yīng)”是宇宙萬物的共相?
6
.不符合原文意思的一項是(
)
A
.“蝴蝶效應(yīng)”得名是緣于一個生動的比喻。
B
.科學(xué)發(fā)現(xiàn)離不開一絲不茍和堅持不懈的精神。
C
.人們通常認為兩只眼睛的視敏度是一只眼睛的
6~10
倍,是非線性的。
D
.相近的初值代入確定的方程,結(jié)果卻有很大偏差,這成為洛倫茲新發(fā)現(xiàn)的契機
《宇宙萬物的共相——“蝴蝶效應(yīng)”》答案
1
.不同尋常
2
.初始條件的十分微小的變化經(jīng)過不斷放大,對其未來狀態(tài)會造成極其巨大的差別
3
.說明宇宙萬物遵循的邏輯不是唯一的
4
.也是非線性的
5
.“蝴蝶效應(yīng)”被科學(xué)家在越來越多的領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)并證實或:因為它在氣象、生物、物理、天體運動、人類自己及軍事和政治等領(lǐng)域都存在
6
.
C
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