混乱

数学概念
在非线性科学中,混乱现象(chaos,又译“混沌“,下文用“混沌”这个更常见的译名)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机运动很相似,即都不可预测。但和随机运动不同的是,混沌运动在动力学上是确定的,它的不可预测性是来源于运动的不稳定性。或者说混沌系统对无限小的初值变动和微扰也具于敏感性,无论多小的扰动在长时间以后,也会使系统彻底偏离原来的演化方向。[1]

基本介绍

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。混沌系统经常是自反馈系统,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,因此导致系统内在地不可长期预测。
混沌确定系统是庞加莱在研究三体问题时第一次发现的。
进一步研究表明,混沌是非线性动力系统的固有特性,是非线性系统普遍存在的现象。牛顿确定性理论能够充分处理的多维线性系统,而线性系统大多是由非线性系统简化来的。混沌现象是自然界中的普遍现象,天气变化就是一个典型的混沌运动。混沌现象的一个著名表述就是蝴蝶效应南美洲一只蝴蝶扇一扇翅膀,就会在佛罗里达引起一场飓风