混沌理论:简单的问题多次倒腾就变成了极其复杂的问题|老戚外传

核心提示对于戚相元来说,混沌理论是一个再熟悉不过的理论,而且每天面对复杂的天气变化,对于这个理论的理解更为深刻,但如何把这个问题浅显易懂地解释给自己的女儿戚怪,这让他多少有点头疼。有一天,他听了一本书,终于知道怎么来给戚怪解释混沌理论了。大气的运动

对于齐湘源来说,混沌理论是一个熟悉的理论,面对每天复杂的天气变化,他对这个理论有了更深刻的理解。但是,如何用通俗易懂的方式向女儿七怪解释这个问题,让他有些头疼。

有一天,他听了一本书,终于知道怎么给七怪解释混沌理论了。

大气的运动就单个分子而言其实是非常简单的,但是这些简单的运动在无数次的重复中却有着极其微妙的变化,最终的结果让事情变得极其复杂。

跟女儿说只能傻傻的看着他。所以,一定要有一种更直观、更个人化的方式,让她明白这个问题。听了一段音频,齐湘源有了解决办法。

2乘以一个数的平方加0.2,用数学定量表示:

A×A×2+0.2=A1

A1×A1×2+0.2=A2

A2×A2×2+0.2=A3

……

重复操作10次,然后再做一次操作:

B×B×2+0.2=B1

B1×B1×2+0.2=B2

B2×B2×2+0.2=B3

……

同样重复操作10次。A和B的差别很小,小数点后第7位有一点点差别。最后,看看A10和B10的区别。

周末,七怪作业写完了,准备翻手机。齐湘源把这两个数学公式给了七怪,让她做计算。

齐很感兴趣。她对数学有特殊的爱好。她选择A为0.1234567,B为0.1234561,于是她打开电脑上的计算器开始计算:

系列a:

0.1234567

0.23048311354978

0.3062449312632016

0.3875719158488061

0.5004239799094281

0.7008483193367833

1.182376733434388

2.996029479533946

18.1523852844729

659.2181830318963

869,137.4256797494

b系列:

0.1234561

0.23048281725442

0.3062446580990687

0.387571581228431

0.5004234611518126

0.7008472809423194

1.182373822408485

2.996015711833702

18.1522202911088

659.2062029938844

869,105.8361312286

"看来你电脑上的计算器漏掉了数字."齐湘源说。

“是的,我猜它的容量是有限的。你也可以找一个更精确的计算器再做一遍。”齐责怪的说道。

“不,我们只是想解释这个问题。看初始数和最终数的区别。”

“嗯,开始的时候是0.000006,10次运算之后是31.50000000005哇,差别好大啊!太不可思议了。”齐奇怪的脸上露出非常惊讶的神色。

“这是混沌理论。我们只做了10次手术。本来是一个简单的操作,但是最后,事情完全失控了。其实这么简单的重复,可能要重复100次,甚至上千次。可想而知最后的差别会有多大。这就是蝴蝶效应:‘南美洲亚马逊河热带雨林中的一只蝴蝶,偶尔扇动一下翅膀,两周后就能在美国得克萨斯州引发一场龙卷风。’这是美国气象学家爱德华·洛伦茨在1963年提出的。齐湘源趁热打铁,将这玄妙的道理向女儿说了一遍。"。

“反反复复,简单的事情变得非常复杂,甚至可能出现可怕的后果。”

“是的,这正是我想告诉你的。如果你有更好的计算器,把这个操作算10遍甚至100遍,最后的结果一定会让你瞠目结舌。作为一个气象员,我面对的是一个看似简单的氛围,但在这种简单中,有无数次的重复,会让整个系统变得异常复杂。”

齐开始写程序。看来她想用电脑程序做手术。齐湘源不再打扰她,去了自己的房间。当你提起孩子的兴趣,她会自己寻找答案。

 
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