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從混沌中把握規律
楊發庭
2013年03月23日17:07   來源:學習時報
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  確定性系統內在的隨機性。混沌是確定性系統內在固有的屬性,它所表現出的隨機性是確定性系統內在的隨機性。在混沌系統中,確定性與隨機性共存,二者同時發揮作用,隨機性被限制在確定性之中。牛頓力學描述的是宇宙間的一切事物都像一架鐘表,它們按照確定的方式運行,科學的任務就是闡明鐘表的結構,揭示其運行規律。但是應用牛頓定律隻能解決線性問題,而在自然界普遍存在著非線性。混沌理論的研究則打破了牛頓式的鐘表型世界模式,破壞了這種模式的科學根基,指出在絕大多數情況下世界都處於混沌狀態。
  隱藏於隨機背后全新的秩序。混沌系統是一個復雜的非線性系統,但它並不是雜亂無章和無序可循的。混沌系統有無窮的內部幾何結構,呈現著高度有序的微觀結構,它蘊含著豐富的隨機性,但又絕不是完全無規律可循的混亂和無序。混沌系統是一種無周期的有序性運動,是一種不具備周期性和明顯對稱性的有序態,是一種隱藏於隨機背后全新的秩序,這些特性昭示著混沌系統會遵循一些基本而普遍的規律。
      混沌理論助推科學決策
  混沌理論要求把正反饋和負反饋放在同樣重要的地位來看待。正反饋能夠引發系統的重組,促進系統的發展﹔負反饋可以引導系統向預定目標前進,對所有偏離目標的行為加以調節和控制,抵抗系統內部的熵的增加,使系統維持某種自穩定狀態。
  混沌理論認為,線性系統不可能出現混沌,隻有非線性系統才有可能出現混沌,非線性才是現實世界豐富多彩、復雜多變的真正根源。線性是指量與量之間成直線、按比例的關系,在時間上和空間上代表規則和光滑的運動,而非線性則指不成直線、不按比例的關系,代表的是不規則的運動和突變。
  有序是事物在時間延續中的周期性和空間排列上的規整性,而無序則被認為是時間中的隨機變化和空間上的偶然堆砌。現代科學的發展表明純粹的有序只是一種抽象的概念。混沌理論認為,事物是有序與無序的結合,在混沌的背后隱藏著一種奇異的秩序,而在表面的有序背后隱藏著一種奇異的混沌,混沌中包含有序,而有序中又包含著混沌。

(責編:萬鵬、趙晶)


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