读书||混沌与复杂5
还原混沌,派生复杂,大道至简。道生一,一生二,二生三,三生万物。
颠覆亚里士多德的是伽利略,伽利略做那个实验,轻的和重的同时落地这样的实验。然后伽利略影响了牛顿,牛顿认为这些东西都是算出来的,都是有力量可以算出来的。在1927年的时候,海森堡提出了测不准原理。
测不准原理是什么?是说如果你要准确地了解一个东西的位置,你就没法准确地知道它的动量。动量=质量×速度,如果你准确地知道它的动量,你就没法准确地知道它的位置。这两者不可能同时测准,这叫测不准原理。
所以比如说混沌这件事情,什么叫混沌?南美洲的蝴蝶扇了一下翅膀,北京下了一场暴雨,这叫蝴蝶效应,我们大家都知道。为什么呢?为什么是这样说的?就是所有的这些测不准的混沌系统最重要的特征就是,输入端微小的变化,在输出端会有截然不同的结果。
一个简单系统不会这样,简单系统,你说我这螺丝拧得不够紧,这车也能跑。但是如果是一个复杂系统,你螺丝没拧紧,那出来就不是一辆车了,那就完全变样了,那就是复杂系统。
蝴蝶效应来自于一个用算法算天气的科学家。他去吃中午饭之前,他觉得算太慢了,就把那个数字省到了小数点后六位,小数点后六位就已经够长的了,他说后边忽略掉应该问题不大。结果测算出来第二天的天气是一场飓风,那很明显第二天不是飓风,但是他测出来的是场飓风,差别太大。就是输入端微小的调整,输出端会有截然不同的结果。
这就是我们所说的所谓的混沌,它在飓风的预测、在我们的身体结构、在心脏病的发作这些事上都有着非常多的应用。 这里边还要提到一个工具的问题,牛顿为了研究双体问题,就是这本书和这本书之间的引力关系,太阳和地球的引力关系,这叫双体问题,两个东西之间的问题。别人都研究不了,为什么?因为数学工具不够,牛顿发明了微积分,牛顿用微积分才能够解决这种双体问题。
后来是有一个瑞典国王,还是哪个国王悬赏,说谁能够计算三体问题?大家一定听说过刘慈欣的科幻小说《三体》,“三体”这个词是来自于三个东西之间的力量,这个怎么计算?这个比双体要复杂得多,太难了。这时候你发现微积分也不够用了。所以法国数学家庞加莱为了解决三体之间关系的问题,发明了拓扑学。
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