混沌的混沌研究的意义

2024-05-15

1. 混沌的混沌研究的意义

混沌研究的实际意义是多方面的。①混沌运动的发现,使人们看到普遍存在于自然界而长期视而不见的一种运动形式,从而理解过去难以理解的许多现象。如1977年后曾发现,放在微波谐振腔中的超导隧道结随着增益的提高出现反常噪声,在4K低温下进行的实验中噪声的等效温度高达5×104K以上,这是用当时已知的任何机制都无法解释的。后来明白这是系统进入了混沌区,噪声来自动力学本身。高能粒子加速器中的束流损失、磁约束核聚变装置中等离子体的泄漏、核电站循环水系统可能发生的有害回流等,都与混沌现象有联系。②混沌运动的发现提供了一种考虑问题的新角度。如长期天气预报问题、洛伦茨吸引子的发现、大气动力学方程组解对初值的敏感性,动摇了原来以为只要提高计算精度即可解决长期天气预报的想法。而混沌吸引子的遍历性质,恰好可保证许多长时间平均量的稳定性和对初始条件的无关性。因为长期天气预报所关心的是相当长时期以后雨量、温度的平均值,混沌反而增加了长期天气预报的可靠性。另外,地磁场近百万年来的多次随机转向、影响全球天气变化的厄尔尼诺现象,都可从确定性系统的混沌运动角度加以研究。③混沌运动的研究对用物理学、数学等精确科学方法研究复杂的生命现象有重要启发作用。如各种生物节律,既非完全周期,又非纯粹随机。它既有受自然界周期过程如季节、昼夜等影响的一面,又保持着其自身内秉特性。采用耦合非线性振子等数学模型模拟配合生理实验,可揭示各种心律不齐、房室传导阻碍、心室纤维颤动与混沌运动的可能联系。考察人类的脑电波,发现癫痫患者发病时的脑电波呈明显的周期性,而正常人的脑电波更接近随机信号。采用维数测量发现这些信号并不真正随机,而是来至维数不很高的吸引子上的动力学行为。④混沌研究改变了人类的自然观。对于统一的自然界,历来有确定论和概率论两套对立的描述体系。牛顿力学建立以来的科学传统推崇确定论体系,而把概率论描述当作不得已而为之的补充。混沌运动对确定性系统本身就存在着内秉随机性的揭示,无疑会使人们从这种人为对立的描述系统中解脱出来,深化对必然和偶然的认识,更全面地认识自然界的统一性。 混沌现象的发现和混沌理论的建立,同相对论和量子论一样,是对牛顿确定性经典理论的重大突破。许多科学家认为,20世纪物理学三件辉煌的科学奇迹是相对论、量子论和混沌理论的创立。

混沌的混沌研究的意义

2. 混沌现象的实际意义

传统上,人们把信号分为两大类:l 确定性信号 这种信号所有时刻的波形都是确定的;l 随机过程 它的波形由概率分布确定。然而,这样的分类忽略了另一类极为重要的信号——混沌信号。混沌信号的波形是非常不规则的,表面上看来就象噪声,但实际上它却是由确定性的规则所产生的,这种规则有时是很简单的。正是这种简单的规则产生出复杂的波形激发了人们对它极大的兴趣。在图(1-2)中,我们向大家展示了由Logistic映射所生成的混沌信号与白噪声信号,从表面上我们是无法判断出噪声与混沌的。让人兴奋的是:实践证明,在大量的物理系统和自然系统中都存在着混沌信号!虽然,混沌现象的出现使我们无法对系统的长期行为进行预测,但是我们完全可以利用混沌的规律对系统进行短期的行为预测,这样比传统的统计学方法更加有效。

3. 混沌理论的现实意义

混沌理论的简介

混沌理论的现实意义

4. 混沌什么意思?

混沌的意思:
我国民间传说中指盘古开天辟地之前天地模糊一团的状态。
形容蒙昧无知的样子。
糊涂(常用来骂人)
混沌 [ hùn dùn ]
引证解释:
1、古代传说中指世界开辟前元气未分、模糊一团的状态。汉班固《白虎通·天地》:“混沌相连,视之不见,听之不闻,然后剖判。”《文选·班昭》“谅不登樔而椓蠡兮”李善注引 三国 魏曹植《迁都赋》:“览乾元之兆域兮,本人物乎上世;纷混沌而未分,与禽兽乎无别。”唐储光羲《仲夏入园中东陂》诗:“暑雨若混沌,清明如空虚。”《云笈七签》卷二:“《太始经》云:‘昔二仪未分之时,号曰洪源。溟涬濛鸿,如鸡子状,名曰混沌。’”《西游记》第一回:“混沌未分天地乱,茫茫渺渺无人见。”郭沫若《七里山渠》诗:“相传在昔有盘古,劈开混沌造区宇。”
2、浑然一体,不可分剖貌。唐孙思邈《四言诗》:“一体混沌,两精感激。”宋吴曾《能改斋漫录·神仙鬼怪》:“又有以两鸡子令占者,简曰:‘此物不难知,一雄兼一雌,请将打破看,方明混沌时。’”宋严羽《沧浪诗话·诗评》:“ 汉魏古诗,气象混沌,难以句摘。”季子《革命其可免乎》:“彼俄满之交也,呼吸一气,混沌无间,盖决然矣。”孙景瑞《红旗插上大门岛》第十章:“天并没有放晴的迹象,仍然细雨蒙松,云雾萦绕,海和天混沌一气。”
3、模糊;不分明。鲁迅《两地书·致许广平一二六》:“但我也不来做教员,也不想说明别的原因之所在。于是就在混沌中完结了。”杨沫《青春之歌》第二部第十九章:“她微微睁开眼睛呻吟一下,脑子里朦胧地、混沌地浮现出各种梦幻似的景象。”艾青《献给乡村的诗》:“他们的背被过重的挑担压成弓形,他们的眼睛被失望与怨愤磨成混沌。”
4、糊涂。元 无名氏 《小尉迟》第一折:“这个养爷老的混沌了,我是刘季真的儿。”《水浒传》第二四回:“混沌浊物,我倒不曾见日头出半天里,便把着丧门关了。”清李渔《蜃中楼·婚诺》:“谁想生下个儿子,愈加混沌,喫饭不知饿饱,睡梦不知颠倒。”洪深《现代戏剧论》六:“拿见形式不见内容的浮薄眼光和‘知二五不知一十’的混沌头脑去观察社会,固然觉得各种职业界很有高下的区别。”
5、古代传说中央之帝混沌,又称浑沌,生无七窍,日凿一窍,七日凿成而死。比喻自然淳朴的状态。《史记·五帝本纪》:“昔帝鸿氏有不才子,掩义隐贼,好行凶慝,天下谓之浑沌。”唐刘知几《史通·言语》:“用使周秦言辞见於魏晋之代,楚汉应对,行乎宋齐之日,而伪修混沌,失彼天然。”《南史·齐江王锋传》:“锋闻叹曰:‘江祏遂复为混沌画眉,欲益反弊耳。’”宋张表臣《珊瑚钩诗话》卷一:“篇章以含蓄天成为上,破碎雕锼为下。如杨大年西昆体,非不佳也;而弄斤操斧太甚,所谓七日而混沌死也。”
近义词:
含混 朦拢 模糊 浑沌 朦胧 笼统 含糊无极 蒙胧
反义词:
清晰 清楚

5. 混沌究竟该如何理解?

简单来说,混沌是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动,一个确定性理论描述的系统,其行为却表现为不确定性—不可重复、不可预测,这就是混沌现象。
在现代科学的定义中,混沌的基本含义可以概括为:聚散有法,周行而不殆,回复而不闭。意思是说,混沌轨道的运动完全受规律支配,但相空间中轨道运动不对中止,在有限空间中永远运动着,既不相交也不闭合。混沌运动表现上是无序的,具有类随机性,也称内在随机性。
在非线性科学中,混沌也有着和本意相近但不完全一致的含义。非线性科学中的混沌现象指的是一种确定的但不可预测的运动状态。它的外在表现和纯粹的随即运动很相似,即不可预测。但和随即运动不同的是,混沌运动在动力学上是确定的,它的不可预测性来源于运动的不稳定性。
混沌系统具有三个关键要素:一是对初始条件的敏感依赖性;二是临界水平,这里是指非线性事件的发生点;三是分形维,它表明有序和无序的统一。
混沌现象有一个很著名的表述,那就是“蝴蝶效应”。洛仑兹在华盛顿的美国科学促进会的一次演讲中提出:一只蝴蝶在巴西扇动翅膀,有可能会在美国的德克萨斯州引起一场龙卷风。他的演讲和结论给人们留下了极其深刻的印象。从此以后,所谓的“蝴蝶效应”之说就不胫而走,声名远扬了。
“蝴蝶效应”之所以令人着迷、令人激动、发人深省,不仅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。
从科学的角度来看,“蝴蝶效应”反映了混沌运动的一种重要特征:系统的长期行为对初始条件的敏感依赖性。
经典动力学的传统观点认为:系统的长期行为对初始条件是不敏感的,即初始条件的微小变化对未来状态所造成的差别是很微小的。可混沌理论却是向传统观点提出了挑战。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,其对未来状态会造成极其巨大的差别。
有一则西方寓言很好地解释了混沌理论的基本概念,即:
丢了一个钉子,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;
本是初始条件的十分微小的变化,但其“长期”效应确实一个帝国存与亡的根本差别。这就是军事和政治领域中所谓的“蝴蝶效应”。
混沌系统通常是自反馈系统,出来的东西会回去经过变换再出来,循环往复,没完没了,任何初始值的微小差别都会按指数放大,因此,导致系统内在的不可长期预测。

混沌究竟该如何理解?

6. 混沌学说是什么

混沌理论 :是系统从有序突然变为无序状态的一种演化理论,是对确定性系统中出现的内在“随机过程”形成的途径、机制的研讨。 

“相对论消除了关于绝对空间和时间的幻想;量子力学则消除了关于可控测量过程的牛顿式的梦;而混沌则消除了拉普拉斯关于决定论式可预测的幻想。” 

一点就是未来无法确定。如果你某一天确定了,那是你撞上了。 

第二事物的发展是通过自我相似的秩序来实现的。看见云彩,知道他是云彩,看见一座山,就知道是一座山,凭什么?就是自我相似。这是混沌理论两个基本的概念。 

混沌理论还有一个是发展人格,他有三个原则,一个是事物的发展总是向他阻力最小的方向运动。第二个原则当事物改变方向的时候,他存在一些结构。 

一 混沌理论(Chaos theory)是一种兼具质性思考与量化分析的方法,用以探讨动态系统中(如:人口移动、化学反应、气象变化、社会行为等)无法用单一的数据关系,而必须用整体、连续的数据关系才能加以解释及预测之行为。 

二 混沌一词原指宇宙未形成之前的混乱状态,我国及古希腊哲学家对于宇宙之源起即持混沌论,主张宇宙是由混沌之初逐渐形成现今有条不紊的世界。在井然有序的宇宙中,西方自然科学家经过长期的探讨,逐一发现众多自然界中的规律,如大家耳熟能详的地心引力、杠杆原理、相对论等。这些自然规律都能用单一的数学公式加以描述,并可以依据此公式准确预测物体的行径。 

三 近半世纪以来,科学家发现许多自然现象即使可化为单纯的数学公式,但是其行径却无法加以预测。如气象学家Edward Lorenz发现,简单的热对流现象居然能引起令人无法想象的气象变化,产生所谓的「蝴蝶效应」,亦即某地下大雪,经追根究底却发现是受到几个月前远在异地的蝴蝶拍打翅膀产生气流所造成的。一九六○年代,美国数学家Stephen Smale 发现,某些物体的行径经过某种规则性的变化之后,随后的发展并无一定的轨迹可寻,呈现失序的混沌状态。 

四 混沌现象起因于物体不断以某种规则复制前一阶段的运动状态,而产生无法预测的随机效果。所谓「差之毫厘,失之千里」正是此一现象的最佳批注。具体而言,混沌现象发生于易变动的物体或系统,该物体在行动之初极为单纯,但经过一定规则的连续变动之后,却产生始料所未及的后果,也就是混沌状态。但是此种混沌状态不同于一般杂乱无章的的混乱状况,此一混沌现象经过长期及完整分析之后,可以从中理出某种规则出来。混沌现象虽然最先用于解释自然界,但是在人文及社会领域中因为事物之间相互牵引,混沌现象尤为多见。如股票市场的起伏、人生的平坦曲折、教育的复杂过程。 

五 混沌理论在教育行政、课程与教学、教育研究、教育测验等方面已经有些许应用的例子。由于教育的对象是人,人是随时变动起伏的个体,而教育的过程基本上依循一定的准则,并历经长期的互动,因此,相当符合混沌理论的架构。也因此,依据混沌理论,教育系统容易产生无法预期的结果。此一结果可能是正面的,也有可能是负面的。不论是正面或是负面的,重要的是,教育的成效或教育的研究除了短期的观察之外,更应该累积长期数据,从中分析出可能的脉络出来,以增加教育效果的可预测性,并运用其扩大教育效果。 

六 过去决策基础的三个主要假定和三个新的现实 
  根据混沌理论,格拉斯提出,过去作为决策基础的三个主要假定已经不再成立。这些假定是: 
  假定1:企业是一个“说到做到”的封闭系统。外界对企业决定采取的行动没有多大干扰。 
  假定2:经营环境是稳定的。管理者能够充分把握经营环境,从而制定出详尽具体的战略。 
  假定3:管理者对事件的因果关系有着足够的认识。他们能够顺藤摸瓜,找出每一事件将会导致的变化。 
  在格拉斯看来,这些旧的假定已经被三个新的现实所代替: 
  现实1:企业是复杂的“开放”系统,既影响着其所处的环境,又在很大程度上受环境的影响。这意味着,企业的行动可能无法达到它所预期的结果。 
  现实2:环境是瞬息万变的(不断创造着机会和威胁)。高层管理者不能指望制定出在付诸实施时仍完全有效的详尽战略。 
  现实3:作为传统决策理论基础的简单线性因果关系模型已经失灵。因此,各种事件的后果是无法预料的

7. 混沌的起源与发展

  汉朝匈奴之说
  过去老北京有“冬至馄饨夏至面”的说法。相传汉朝时,北方匈奴经常骚扰边疆,百姓不得安宁。当时匈奴部落中有浑氏和屯氏两个首领,十分凶残。百姓对其恨之入骨,于是用肉馅包成角儿,取"浑"与"屯"之音,呼作"馄饨"。恨以食之,并求平息战乱,能过上太平日子。因最初制成馄饨是在冬至这一天,所以在冬至这天家家户户吃馄饨。   馄饨发展至今,更成为名号繁多,制作各异,鲜香味美,遍布全国各地,深受人们喜爱的著名小吃。馄饨名号繁多,江浙等大多数地方称馄饨,而广东则称云吞,湖北称包面,江西称清汤,四川称抄手,新疆称曲曲等等。各地有不少特色的,深受食客好评的馄饨,著名的有成都市龙抄手饮食店的抄手,其品种多种,皮薄馅嫩,味美汤鲜;重庆市的过桥抄手,包捏讲究,调料多种,蘸调料食;上海市老城隍庙松运楼三鲜馄饨,馅料讲究,薄皮包馅,味色鲜美;新疆乌鲁木齐市的曲曲,羊肉为馅,皮薄馅嫩,汤清味鲜等等
  道教之说
  另有一种说法:冬至之日,京师各大道观有盛大法会。道士唪经、上表,庆贺元始天尊诞辰。道教认为,  馄饨
  元始天尊象征混沌未分,道气未显的第一大世纪。故民间有吃馄饨的习俗。《燕京岁时记》云:“夫馄饨之形有如鸡卵,颇似天地混沌之象,故于冬至日食之。”实际上“馄饨”与“混沌”谐音,故民间将吃馄饨引伸为,打破混沌,开辟天地。后世不再解释其原义,只流传所谓“冬至馄饨夏至面”的谚语,把它单纯看做是节令饮食而已。   吃馄饨我国许多地方有冬至吃馄饨的风俗。南宋时,当时临安(今杭州)也有每逢冬至这一天吃馄饨的风俗。宋朝人周密说,临安人在冬至吃馄饨是为了祭祀祖先。只是到了南宋,我国才开始盛行冬至食馄饨祭祖的风俗。   馄饨发展至今,更成为名号繁多,制作各异,鲜香味美,遍布全国各地,深受人们喜爱的著名小吃各地有不少特色的,深受食客好评的馄饨,著名的有成都市龙抄手饮食店的抄手,其品种多种,皮薄馅嫩,味美汤鲜;重庆市的过桥抄手,包捏讲究,调料多种,蘸调料食;上海市老城隍庙松运楼三鲜馄饨,馅料讲究,薄皮包馅,味色鲜美;新疆乌鲁木齐市的曲曲,羊肉为馅,皮薄馅嫩,汤清味鲜等等。
  西施之说
  相传春秋战国,吴王夫差打败越国,生俘越王勾贱,得到许多金银财宝,特别是得到了绝代美女西施后,更加得意忘形,终日沉湎歌舞酒色之中,不问国事。这年冬至节到了,吴王照例接受百官朝拜,宫廷内外歌舞升平。不料饮宴之中,吃腻山珍海味的他竟心有不悦,搁箸不食。这一切西施全都看在眼里,她趁机跑进御厨房,和面又擀皮,欲做出一种新式点心来,以表自己的心意。皮子在她手中翻了几个花样后,终于包出一种畚箕式的点心。放入滚水里一氽,点心便一只只泛上水面。她盛进碗里,加进鲜汤,撒上葱、蒜、胡椒粉,滴上香油,献给吴王。吴王一尝,鲜美至极,一口气吃了一大碗,连声问道:“这为何种点心?”西施暗中好笑:这个无道昏君,成天浑浑噩噩,真是混沌不开。听到问话,她便随口应道:“馄饨。”从此,这种点心便以“馄饨”为名流入民间。吴越人家不但平日爱吃馄饨,而且为了纪念西施的智慧和创造,还把它定为冬至节的应景美食。参考:美食天下

混沌的起源与发展

8. 混沌的基本解释

(1) [chaos(the primeval state of the universe according to folklore)]∶我国民间传说中指盘古开天辟地之前天地模糊一团的状态。