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混沌理论的工作原理

作者:威廉·哈里斯|

雪暴
气象学家预测第二天会有这样的暴风雪,但当这一天到来时,看不到雪花。混沌理论可以解释预测失败的原因。授予模糊/盖蒂图像

事情又发生了。当地气象员预测,一场冬季大风暴将袭击弗吉尼亚州中部。第二天早上将开始降雨,预计降雨量为8英寸(20厘米)天气服务发布了冬季风暴警报,我的桌面和智能手机天气应用程序上出现了红色三角形。我的孩子们在房子里蹦蹦跳跳,庆祝冬天的到来雪天这将很快被征用用于雪橇、休闲和玩电子游戏。

第二天天色阴沉,当地气象人员重申了前一天晚上的天气预报:风暴仍在向东北方向倾斜。我的孩子们爬上公共汽车,沾沾自喜地告诉我,在学校早早放学后,他们会在中午见到我。但中午到了,丝毫没有降水的迹象。下午也是如此。当ey在3:45下了车,我的孩子们怒视着天空,一直坚持说暴风雨只是推迟了。第二天将是一个可怕的雪堆,光滑的道路和停电。甚至气象员也坚持党的路线:暴风雨还在来临,尽管现在我们可能只预期3或4英寸(约7-10厘米)然而,当我们最终在那天晚上11:30关灯时,谢南多亚山谷阴沉的天空中没有一滴湿气——冻结或其他形式——落下。

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你现在已经猜到了,风暴从来没有来过。我们第二天早上醒来,天空晴朗,日常生活不受雪的影响。多年前,我们会嘲笑气象学家无法做出准确的预测。一个人怎么可能拥有如此多的技术,需要处理如此多的数据超级计算机,那么多时候都是错的?现代科学怎么能继续让我们如此悲惨地失败?

现在我们知道了。天气预报员成了混乱的牺牲品。不是我们在英语课上记得的那种混乱——完全的混乱和混乱。这是高度复杂系统的特性,例如大气、经济和生物种群。事实上,也许所有系统,甚至那些似乎很好地符合规则的系统科学规律就像基石一样坚实,呈现出混乱的特征。如果这是真的,那么我们所知道的一切都不一定是错误的,而是不同的。我们现在认为理所当然的有序、奉承的宇宙可能是规则的例外,而不是相反。至少,我们对秩序的一瞥可能是混乱的副产品,简短的fla她在极度复杂的背景下改变了结构和形式。

但这已经超出了故事的范围。要理解混沌,我们必须了解它的对应关系。这让我们回到17世纪,以及科学史上一些最伟大的名字。