一、混沌学是个什么学科?它代表什么?
混沌学也叫非线性动力学,是目前比较前沿的学科,属于数学领域,在其他各学科有着非常诱人的应用前景
目前还没有关于混沌的统一定义,大体是说一个确定性的系统会导致“随机”的现象。。。
相对论消除了关于绝对空间与时间的幻想;
量子力学则消除了关于可控测量过程的牛顿式的梦;
而混沌则彻底消除了拉普拉斯关于决定论式可预测性的幻想。
- J. Ford
分享几个混沌学里的几个图:
(1) 抛物线映射分岔图 (MATLAB / 1图)
(2) LORENZ吸引子(Excel / 4图)
二、混沌数学是什么?
混沌是决定论系统所表现的随机行为的总称。它的根源在于非线性的相互作用。
所谓"决定论系统"是指描述该系统的数学模型是不包含任何随机因素的完全确定的方程。
自然界中最常见的运动形态往往既不是完全确定的,也不是完全随机的,关于混沌现象的理论,为我们更好地理解自然界提供了一个框架。
混沌的数学定义有很多种。例如,正的"拓扑熵"定义拓扑混沌;有限长的"转动区间"定义转动混沌等等。这些定义都有严格的数学理论和实际的计算方法。不过,要把某个数学模型或实验现象明白无误地纳入某种混沌定义并不容易。因此,一般可使用下面的混沌工作定义。
若所处理的动力学过程是确定的,不包含任何外加的随机因素;单个轨道表现出像是随机的对初值细微变化极为敏感的行为,同时一些整体性的经长时间平均或对大量轨道平均所得到的特征量又对初值变化并不敏感;加之上述状态又是经过动力学行为和一系列突变而达到的。那么,你所研究的现象极有可能是混沌。
三、什么是混沌学?
这个问题听着就好高深,我在科邦实验室的公众号上看到是这样解释的
混沌理论(Chaos theory)是一种兼具质性思考与量化分析的方法,用来探讨动态系统中(如:人口移动、化学反应、气象变化、社会行为等)必须用整体、连续的而不是单一的数据关系才能加以解释和预测的行为,其本质是系统的长期行为对初始条件的敏感性。
如我们经常到的蝴蝶效应,“一只蝴蝶在巴西煽动翅膀,可能会在德州引起一场龙卷风”,其原因就是蝴蝶扇动翅膀的运动,导致其身边的空气系统发生变化,并产生微弱的气流,而微弱的气流的产生又会引起四周空气或其他系统产生相应的变化,由此引起一个连锁反应,最终导致其他系统的极大变化,这就是混沌。
混沌学是一门非常重要的学说,它的传道士宣称,混沌应属于20世纪3大科学之一。相对论排除了绝对时空观的牛顿幻觉,量子论排除了可控测量过程中的牛顿迷梦,混沌则排除了拉普拉斯可预见性的狂想。
混沌学的基本观点即为积累效应和度,即事情都不是偶然发生的,是各种事情的积累才导致了另一个事情的发生,就像蝴蝶效应,如果我们在巴西看到了蝴蝶煽动翅膀,我们就可以做出预言,德州会出现龙卷风,这就是我们通过对大数据的研究,经过了混沌学的启发做出的预测,也就是预言。
这样解释过后听起来就有一点好理解啦!