蝴蝶效应的现实例子

蝴蝶扇动翅膀与灾难性风暴：科学趣谈“蝴蝶效应”

什么是蝴蝶效应

在南美洲亚马逊河流域热带雨林中，一只蝴蝶漫不经心地扇动了几下翅膀，可能在两周后引起美国德克萨斯一

场灾难性的风暴。其原因在于：蝴蝶翅膀的运动，导致其身边的空气系统发生变化，并引起微弱气流的产生，而

微弱气流的产生又会引起它四周空气或其他系统产生相应的变化，由此引起连锁反应，最终导致其他系统的极大

变化。科学家把这种现象戏称作“蝴蝶效应”，意思即一件表面上看来毫无关系、非常微小的事情，可能带来巨

大的改变。

蝴蝶效应的由来

“蝴蝶效应”的概念，是气象学家洛伦兹1963年提出来的。

它的由来是这样的：美国麻省理工学院气象学家洛伦兹用计算机求解仿真地球大气的13个方程式。为了更细

致地考察结果，在一次科学计算时，洛伦兹对初始输入数据的小数点后第四位进行了四舍五入。当他喝了杯咖啡

以后，回来再看时大吃一惊：本来很小的差异，前后计算结果却偏离了十万八千里!前后结果的两条曲线相似性

完全消失了。后来，洛伦兹在一次演讲中提出了这一问题。他认为，在大气运动过程中，即使各种误差和不确定

性很小，也有可能在过程中将结果积累起来，经过逐级放大，形成巨大的大气运动。

于是，洛伦兹认定，他发现了新的现象：事物发展的结果，对初始条件具有极为敏感的依赖性。从此以后，所

谓“蝴蝶效应”之说就不胫而走。

蝴蝶效应魅力无穷

“蝴蝶效应”之所以令人着迷、令人激动、发人深省，不但在于其大胆的想象力和迷人的美学色彩，更在于其

深刻的科学内涵和内在的哲学魅力。

“差之毫厘，失之千里”是混沌系统的重要特性之一。蝴蝶效应是混沌理论的一个例子。混沌理论认为，在混

沌系统中，初始条件的十分微小的变化经过不断放大，对其未来状态会造成极其巨大的差别。我们可以用西方流

传的一首民谣对此作形象说明。这首民谣说：

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。

马蹄铁上一个钉子是否会丢失，本是初始条件十分微小的变化，但其“长期”效应却是一个帝国存与亡的根本

差别。这就是在军事和政治领域中的所谓“蝴蝶效应”。