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从混沌中把握规律
杨发庭
2013年03月23日17:07   来源:学习时报
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  确定性系统内在的随机性。混沌是确定性系统内在固有的属性,它所表现出的随机性是确定性系统内在的随机性。在混沌系统中,确定性与随机性共存,二者同时发挥作用,随机性被限制在确定性之中。牛顿力学描述的是宇宙间的一切事物都像一架钟表,它们按照确定的方式运行,科学的任务就是阐明钟表的结构,揭示其运行规律。但是应用牛顿定律只能解决线性问题,而在自然界普遍存在着非线性。混沌理论的研究则打破了牛顿式的钟表型世界模式,破坏了这种模式的科学根基,指出在绝大多数情况下世界都处于混沌状态。
  隐藏于随机背后全新的秩序。混沌系统是一个复杂的非线性系统,但它并不是杂乱无章和无序可循的。混沌系统有无穷的内部几何结构,呈现着高度有序的微观结构,它蕴含着丰富的随机性,但又绝不是完全无规律可循的混乱和无序。混沌系统是一种无周期的有序性运动,是一种不具备周期性和明显对称性的有序态,是一种隐藏于随机背后全新的秩序,这些特性昭示着混沌系统会遵循一些基本而普遍的规律。
      混沌理论助推科学决策
  混沌理论要求把正反馈和负反馈放在同样重要的地位来看待。正反馈能够引发系统的重组,促进系统的发展;负反馈可以引导系统向预定目标前进,对所有偏离目标的行为加以调节和控制,抵抗系统内部的熵的增加,使系统维持某种自稳定状态。
  混沌理论认为,线性系统不可能出现混沌,只有非线性系统才有可能出现混沌,非线性才是现实世界丰富多彩、复杂多变的真正根源。线性是指量与量之间成直线、按比例的关系,在时间上和空间上代表规则和光滑的运动,而非线性则指不成直线、不按比例的关系,代表的是不规则的运动和突变。
  有序是事物在时间延续中的周期性和空间排列上的规整性,而无序则被认为是时间中的随机变化和空间上的偶然堆砌。现代科学的发展表明纯粹的有序只是一种抽象的概念。混沌理论认为,事物是有序与无序的结合,在混沌的背后隐藏着一种奇异的秩序,而在表面的有序背后隐藏着一种奇异的混沌,混沌中包含有序,而有序中又包含着混沌。

(责编:万鹏、赵晶)


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