蝴蝶效應:大自然的連鎖反應機制

2021-01-11 愛科學的恐龍哥哥

你見過連鎖反應麼?常見的連鎖反應舉例——多米諾骨牌、機關王、蝴蝶效應、核裂變、保齡球、魯布哥德堡機械、畢德哥拉斯開關、中國古代機關術等等。大家有沒有看過日本一部經典的動畫:三個小球的故事呢?在一座小村子裡,住著彈珠三兄弟,名字叫做B太,B助,B五郎,三兄弟一直幸福的生活著,直到有一天…其中兩兄弟被壞人抓走了,B助,該怎麼辦呢?彈珠B助的大冒險開始了…Di-B助,你們的兄弟被關在塔頂,敵人還沒發現你,祝你好運!去吧!彈珠B助!潛入敵人的總部,一定要救出兄弟們,目標就在不遠處。忽然之間,被抓住了!但還是努力成功逃出……其實這個故事就是有關於連鎖反應的現象。

而故事裡你能發現其中的規律與科學原理嗎?其實這就是魯布·戈德堡機械的應用,它是一種設計精密而複雜的機械,以迂迴曲折的方法去完成一些其實是非常簡單的工作,例如倒一杯茶,或打一隻蛋等等。設計者必須計算精確,令機械的每個部件都能夠準確發揮功用,因為任何一個環節出錯,都極有可能令原定的任務不能達成。由於魯布·戈德堡機械運作繁複而費時,而且以簡陋的零件組合而成,所以整個過程往往會給人荒謬、滑稽的感覺。

在生活裡有很多的連鎖反應,比喻相關的事物發生相應的變化。連鎖:像鎖鏈似的一環扣一環。比如多米諾骨牌效應,指的是在一個相互聯繫的系統中,一個很小的初始能量就可能產生一連串的連鎖反應,人們就把它們稱為多米諾骨牌效應或多米諾效應。我們見過鎖鏈,一環扣一環,只要有其中一段斷裂,就會影響整體的功能。

在一個相互聯繫的系統中,一個很小的初始能量就可能產生一系列的連鎖反應,人們把這種現象稱為「多米諾骨牌效應」或「多米諾效應」。在生活裡我們精彩玩多米諾骨牌,在很多遊戲裡進行比賽,我們看到推倒那一刻是非常的震撼人心。

大不列顛哥倫比亞大學物理學家懷特海德曾經制用了一組骨牌,共13張,第一張最小。長9.53mm,寬4.76mm,厚1.19mm,還不如小手指甲大.以後每張體擴大1.5倍,這個數據是按照一張骨牌倒下時能推倒一張1.5倍體積的骨牌而選定的.最大的第13張長61mm,寬30.5mm,厚7.6mm,牌面大小接近於撲克牌,厚度相當於撲克牌的20倍。把這套骨牌按適當間距排好,輕輕推倒第一張,必然會波及到第13張.第13張骨牌倒下時釋放的能量比第一張牌倒下時整整要擴大20多億倍.因為多米諾骨牌效應的能量是按指數形式增長的.若推倒第一張骨牌要用0.024微焦,倒下的第13張骨牌釋放的能量達到51焦。可見多米諾骨牌效應產生的能量的確令人瞠目。不過A.懷德特畢竟沒有製作第32張骨牌——高達415m,兩倍於紐約帝國大廈。假如真有人製作這樣的一套骨牌,摩天大廈會在一指之力下被轟然推倒!多米諾骨牌效應常指一系列的連鎖反應,即牽一髮而動全身。

接下來我們介紹一下蝴蝶效應,這似乎是一個經常聽說的名詞,有人會認為是蝴蝶引起的自然現象,但其實是指在一個動力系統中,初始條件下微小的變化能帶動整個系統的長期的巨大的連鎖反應。這是一種混沌現象。這個現象稱作蝴蝶效應。蝴蝶效應是氣象學家洛倫茲1963年提出來的。其大意為:一隻南美洲亞馬遜河流域 熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀,可能在兩周後在美國德克薩斯引起一場龍捲風。

我們再來看看具體了解蝴蝶效應,其原因在於:蝴蝶翅膀的運動,導致其身邊的空氣系統發生變化,並引起微弱氣流的產生,而微弱氣流的產生又會引起它四周空氣或其他系統產生相應的變化,由此引起連鎖反應,最終導致其他系統的極大變化。此效應說明,事物發展的結果,對初始條件具有極為敏感的依賴性,初始條件的極小偏差,將會引起結果的極大差異。蝴蝶效應是混沌學理論中的一個概念。它是指對初始條件敏感性的一種依賴現象。輸入端微小的差別會迅速放大到輸出端。蝴蝶效應在經濟生活中比比皆是。

所以以上連鎖反應都具有三個特點:1,起始段有觸發裝置。2,環節之間相互關聯。3,最後完成設定的任務或效果。連鎖反應在生活裡應用廣泛,希望大家下去可以更多觀察與了解,今天的知識就到這裡,下期再見!

相關焦點

  • 蝴蝶效應是什麼意思
    答:只需點上邊《安室美惠》免費關注蝴蝶效應是指在一個動力系統中,初始條件下微小的變化能帶動整個系統的長期的巨大的連鎖反應。這是一種混沌現象。在以後的演講和論文中他用了更加有詩意的蝴蝶。對於這個效應最常見的闡述是:「一隻南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀,可以在兩周以後引起美國德克薩斯州的一場龍捲風。」其原因就是蝴蝶扇動翅膀的運動,導致其身邊的空氣系統發生變化,並產生微弱的氣流,而微弱的氣流的產生又會引起四周空氣或其他系統產生相應的變化,由此引起一個連鎖反應,最終導致其他系統的極大變化。他稱之為混沌學。
  • 什麼叫做蝴蝶效應?股市中蝴蝶效應是什麼意思?
    什麼是蝴蝶效應?蝴蝶效應(ButterflyEffect)是指在一個動力系統中,初始條件下微小的變化能帶動整個系統的長期的巨大的連鎖反應。這是一種混沌現象。那麼股市中效應是什麼意思?股市中蝴蝶效應是什麼意思美國氣象學家愛德華·羅倫茲(EdwardLorenz)1963年在一篇提交紐約科學院的論文中分析了這個效應。「一個氣象學家提及,如果這個理論被證明正確,一個海鷗扇動翅膀足以永遠改變天氣變化。」
  • 蝴蝶效應:蝴蝶翅膀扇起的颶風
    在南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中,一隻蝴蝶不經心地拍動幾下翅膀,可能在兩周後引起美國德克拉斯州一場災難性的颶風。其原因在於:蝴蝶翅膀的運動,導致其身邊的空氣系統發生變化,並引起微弱氣流的產生,而微弱氣流的產生又會引起它四周空氣或其他系統產生相應的變化,於是引起一連串連鎖反應,最終導致其他系統的極大變化。科學家把這種現象戲稱作「蝴蝶效應」,意思即一件表面上看來無關係、非常微小的事情,可能帶來巨大的變化。「蝴蝶效應」的概念,是美國麻省理工學院氣象學家愛德華.洛倫茲1963年提出的。
  • 什麼是蝴蝶效應,蝴蝶效應是什麼意思?
    蝴蝶效應是什麼意思蝴蝶效應(The Butterfly Effect)是指在一個動力系統中,初始條件下微小的變化能帶動整個系統的長期的巨大的連鎖反應
  • 真正的「蝴蝶效應」和真的好看的《蝴蝶效應》
    後來洛倫茲正式發表演說,用蝴蝶煽動翅膀可以引起颶風的描述,說明一個微小的初始條件變化可能導致一連串逐漸放大的結果。一再表示複雜系統演化中對初始條件的極端敏感,一再表示複雜系統演化中對初始條件的極端敏感,這就是蝴蝶效應。
  • 「蝴蝶效應」是如何被誤解的?
    這句話很形象,以至於現在很多人一想到蝴蝶效應就能想出很多典故,比如有人認為砸中牛頓的那個蘋果就是扇動近代科學起步的蝴蝶,有人認為一顆鐵釘的缺失導致了英格蘭國王理查三世的戰敗。中國古代很多諺語也被披上「蝴蝶效應」的外衣,比如:防微杜漸、風起於青萍之末。另外,再說一個暴露大家年齡的短片:《一個饅頭引發的血案》,憑名字就很容易看出蝴蝶效應的印記。
  • 《九回時間旅行》:蝴蝶效應的因果輪迴
    在宋神編的手下,這部時空穿越的故事自然是曲折離奇,如若是沒有看過諸如《蝴蝶效應》此類電影,定會震驚於該劇的精巧結構和奇思妙想。不過關於時空穿越的話題,對於我這種見多識廣的高級玩家而言,該劇仍然沒有跳脫出我在之前一篇文章《歷史可以改變嗎?那些時空穿梭的電影》中總結出的三種穿越模式,即死循環、蝴蝶效應和平行世界。《九回》明顯使用的是第二種模式——蝴蝶效應。
  • 不可思議的蝴蝶效應
    蝴蝶效應:指的是在一個動態系統中,初始條件十分微小的變化,經過不斷放大,對其未來狀態會造成極其巨大的差別。最常見的闡述是:一隻南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀,可以在兩周以後引起美國德克薩斯州的一場龍捲風。
  • 到底該如何理解蝴蝶效應?
    蝴蝶效應是什麼一隻蝴蝶偶爾扇動幾下翅膀,可以在兩周以後引起美國德克薩斯州的一場龍捲風。1.這個效應最初起源於氣象學家,而且蝴蝶效應中的原型其實是——海鷗:「一隻海鷗扇動翅膀足以永遠改變天氣變化。」在以後的演講和論文中,他為了使這個效應更有詩意,才改成了蝴蝶這個詞。對於這個效應最常見的闡述是:「一隻南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀,可以在兩周以後引起美國德克薩斯州的一場龍捲風。」這就是蝴蝶效應的由來。
  • 「蝴蝶效應」是什麼?
    生活中我們總聽到「蝴蝶效應」這個詞,那「蝴蝶效應」是什麼呢?蝴蝶效應指在長時間和大範圍內,微小的空氣系統變化可能導致連鎖反應,並最終導致其他系統產生極大變化。在上世紀60年代,美國著名氣象學家愛德華▪洛倫茲提出了蝴蝶效應這個概念,他通過電腦進行「天氣預報」的模擬,發現如果將輸入的數據進行微調,得出的計算結果差別會非常大。這個概念被形象的表述為:德克薩斯州的一場龍捲風發生的原因可能是一個月前一隻蝴蝶在巴西輕輕拍打翅膀。「蝴蝶效應」這個名稱也就此誕生。
  • 生活和工作中的蝴蝶效應
    「一隻南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀,可以在兩周以後引起美國德克薩斯州的一場龍捲風。這是很多人都知道的關於蝴蝶效應的解釋,他指在一個動力系統中,初始條件下微小的變化能帶動整個系統的長期的巨大的連鎖反應。
  • 揭秘蝴蝶效應與量子糾纏
    著名作家陸亦順 蝴蝶效應 對於許多年前,活躍於媒體和網絡的蝴蝶效應,最常見的闡述是:「一隻南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀,可以在兩周以後引起美國德克薩斯州的一場龍捲風。」
  • 揭秘蝴蝶效應與量子糾纏
    著名作家陸亦順蝴蝶效應對於許多年前,活躍於媒體和網絡的蝴蝶效應,最常見的闡述是:「一隻南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀,可以在兩周以後引起美國德克薩斯州的一場龍捲風。」其原因就是蝴蝶扇動翅膀的運動,導致其身邊的空氣系統發生變化,並產生微弱的氣流,而微弱的氣流的產生又會引起四周空氣或其他系統產生相應的變化,由此引起一個連鎖反應,最終導致其他系統的極大變化。
  • 蝴蝶效應,萬事萬物皆有聯繫!
    蝴蝶效應:一隻南美洲亞馬孫河邊熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇幾下翅膀,就有可能在兩周後引起美國德克薩斯的一場龍捲風。原因是,蝴蝶翅膀的運動,導致其身邊的空氣系統發生變化,並引起微弱氣流的產生,而微弱氣流的產生又會引起它四周空氣或其他系統產生相應變化,由此引起連鎖反應,最終導致其他系統的極大變化。
  • 蝴蝶效應:為什麼我們總是無法按照計劃做?細微變化帶來的影響
    今天我們來聊一聊蝴蝶效應。(文章最後有我個人對文章重點的總結,趕時間的話可以直接跳到最後面看總結。)大家應該有聽說過這樣一句話,「一隻南美洲亞馬遜流域熱帶雨林(巴西)中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀,可以在兩周以後引起美國德克薩斯州的一場龍捲風。」而這句話其實就是蝴蝶效應的最常見的描述,也可以說是蝴蝶效應這個名字的由來。
  • 蝴蝶效應:成大事者需注重細節
    原因在於,蝴蝶翅膀的運動,導致其身邊的空氣系統發生變化,並引起微弱氣流的產生,而微弱的氣流產生,又會引起周圍空氣或其他系統產生相應的變化,由此引起連鎖反應,最終導致大氣系統的極大變化。從此以後,「蝴蝶效應」之說就不脛而走。
  • 什麼是「蝴蝶效應」?這次說得很明白
    蝴蝶效應(The Butterfly Effect)是指在一個動力系統中,初始條件下微小的變化能帶動整個系統的長期的巨大的連鎖反應。1979年12月,洛倫茲在華盛頓的美國科學促進會的一次講演中提出:一隻蝴蝶在巴西扇動翅膀,有可能會在美國的德克薩斯引起一場龍捲風。他的演講和結論給人們留下了極其深刻的印象。從此以後,所謂「蝴蝶效應」之說就不脛而走,名聲遠揚了。
  • 蝴蝶效應,看懂它,就不會發脾氣了
    對於這個效應最常見的闡述是:「一隻南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶,偶爾扇動幾下翅膀,可以在兩周以後引起美國德克薩斯州的一場龍捲風。」其原因就是蝴蝶扇動翅膀的運動,導致其身邊的空氣系統發生變化,並產生微弱的氣流,而微弱的氣流的產生又會引起四周空氣或其他系統產生相應的變化,由此引起一個連鎖反應,最終導致其他系統的極大變化。他稱之為混沌學。
  • 何為蝴蝶效應?
    它是指對初始條件敏感性的一種依賴現象:輸入端微小的差別會迅速放大到輸出端...蝴蝶效應在經濟生活中比比皆是:中國宣布發射飛彈,港臺100億美元流向美國. 「蝴蝶效應」也可稱「撞球效應」,它是「混沌性系統」對初值極為敏感的形象化術語,也是非線性系統在一定條件(可稱為「臨界性條件」或「閾值條件」)出現混沌現象的直接原因.
  • 「蝴蝶效應」與「混沌」現象
    前言:中醫探討量子針灸是騙子,中醫講天人合一、講感應是玄學,為什麼講蝴蝶效應、講混沌學就是科學?膝蓋跪久了的人永遠站不起來。「蝴蝶效應」,是混沌學理論當中的一個概念。 指在一個系統中,初始條件下哪怕微小的變化都能帶動整個系統的長期的、巨大的連鎖反應,這是一種混沌現象。