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2008年4月28日     收藏 打印 推荐 朗读 评论 更多功能 
洛伦茨:“蝴蝶效应”之父振翅西去
■据《广州日报》
  一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀,可以导致一个月后得克萨斯州的一场龙卷风。

  这就是著名的“蝴蝶效应”。

  4月16日,最初提出“蝴蝶效应”并创立混沌理论的美国气象学家爱德华·洛伦茨因癌症在马萨诸塞州的家中去世,享年90岁。

  一杯咖啡“喝”出混沌理论

  洛伦茨1917年5月23日生于美国康涅狄格州,1940年在哈佛大学取得数学硕士学位。1943年和1948年,他又在麻省理工学院取得气象学硕士和博士学位。

  洛伦茨1948年进入麻省理工学院任教,从事气象学领域研究,直至1987年退休。洛伦茨于上世纪60年代提出混沌理论,即一个动态系统(例如地球大气)中的微小变化可能触发整个系统的巨大变化。

  1961年冬天,洛伦茨用计算机作天气仿真运算。为了省事,他从原先输出的计算结果中选出了一行数据——相当于某一天的天气状况——作为初始条件输入了程序。计算机从那一天的数据开始了运行,洛伦茨则离开了办公室去喝咖啡。就是这一杯咖啡的时间,让洛伦茨有了一个惊人的发现。

  洛伦茨看到计算结果时,不禁吃了一惊:新的计算结果与原先的大相径庭。这为什么令人吃惊呢?因为这次计算采用的初始条件乃是旧的数据,既然初始条件是旧的,得到的结果怎么会大相径庭呢?原来,第二次运算时他为了省事,直接从上一次仿真的中段开端,输入第一次仿真结果打印出来的数据,让计算机运算。这样从中段开始与完全从头开始的差别在于,打印单上只显示到第一次的计算机运算结果小数点后3位的0.506,而非完整的小数点后6位0.506127。因此,当洛伦茨把以前输出的数据作为初始条件输入时,它与原先计算中保留了十几位有效数字的数据相比,已经有了微小的偏差。洛伦茨的计算表明,在他的仿真系统中,这些微小的偏差每隔四天就会翻一番,直至新旧数据之间的相似性完全丧失为止。最初远小于千分之一的差异,最终却造成了第二次的仿真运算结果和第一次完全不同。

  这个偶然的发现让洛伦茨意识到长期天气预报是注定不可能具有高精度的。因为人们永远不可能得到绝对精确的初始条件,而且由于任何计算设备的内存都是有限的,我们在计算过程中也永远不可能保留无限的精度,所有这些误差便会在计算过程中迅速扩大,从而不仅使一切高精度的长期气象预测成为泡影,而且也葬送了建立在决定论思想上的对物理现象进行精确预言的梦想。

  洛伦茨把这个发现写成研究论文《确定性非周期流》并于1963年在《大气科学杂志》上发表,称初始条件下的微小变化可能带动系统中长期的巨大连锁反应,并由此衍生出混沌理论。

  “蝴蝶效应”让他功成名就

  作为一名年轻的助理教授,洛伦茨的论文一开始并未获得外界的注意,直到1972年,洛伦茨又推出了一篇论文:《可预测性:巴西一只蝴蝶的翅膀拍动会造成得州的飓风吗?》。文中指出,像巴西一只蝴蝶扇动翅膀这个看似微不足道的现象,可改变大气运动的方式,引发美国得州出现龙卷风。此后,“蝴蝶效应”广为人所知。

  1973年,洛伦茨获得西蒙斯纪念金奖。1975年他成为美国国家科学院院士。1983年,他获得了瑞典皇家科学院颁发的克拉福德奖,这一奖项主要授予研究领域不在诺贝尔奖授奖范围内,而确有突出成就的科学家。

  洛伦茨于1987年退休,1991年他又获得了地球和星体学方面的基础科学“京都奖”,评委会称他的混沌理论“继牛顿之后,为人类自然观带来了最为戏剧性的改变”。

  洛伦茨喜欢徒步旅行和越野滑雪,过去他每到一个地方参加科研会议,都会在会议地点附近的山区进行一次徒步旅行。去世前的两周半,他还进行了一次徒步旅行。

  尽管他给人的印象是严谨和注重细节,但事实上,洛伦茨自己的办公室是一个非常混乱的空间,多年前,他的学生曾在其中发现了一堆让人从未发表的论文和研究报告。洛伦茨的朋友和学生形容他是个“安静的怪杰”、“所见过最有组织的人”,洛伦茨的同事说他惜字如金,除了他的妻子,其他人要让他开口说话难如登天,但也称赞他是个亲切且谦虚的人。作为洛伦茨的同事,伊曼纽尔教授表示:“他是一位完美的绅士,他的正直和谦逊为后代立下了榜样。”

  洛伦茨共有1子2女和4个孙子女,他的妻子简·洛根·洛伦茨已于2001年去世。

  混沌理论与蝴蝶效应

  “混沌理论”是在数学和物理学中,研究非线性系统在一定条件下表现出的现象的理论。1963年洛伦茨提出了该想法,以图解释非线性系统具有的多样性和多尺度性。“混沌理论”最大的贡献是用简单的模型来推出明确的非周期性结果。该理论认为在混沌系统中,初始条件十分微小的变化经过不断放大,对其未来状态会造成极其巨大的差别。

  “蝴蝶效应”是混沌理论的一部分,指在一个动力系统中,初始条件下微小的变化能带动整个系统的长期而巨大的连锁反应。这是一种混沌现象,“一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀,会使更多蝴蝶跟着一起振翅。最后将有数千只的蝴蝶都跟着那只蝴蝶一同挥动翅膀,其所产生的飓风可以导致一个月后在美国得州发生一场龙卷风。”

  “蝴蝶效应”的得名来自洛伦茨模型中一个奇怪的吸引子,它的形状从一定的角度看很像一只展翅的蝴蝶。

  不过“蝴蝶效应” 这一名称的最终风行,在很大程度上要归因于美国科普作家格雷克的科普作品《混沌:开创新科学》。这部作品被译成了多国文字,对混沌理论在世界范围内的热播起了极大的促进作用。这部作品第一章的标题就是“蝴蝶效应”。2004年,蝴蝶效应甚至被搬上了银幕,成为一部科幻影片的片名。

  欧利·约翰斯顿

  迪斯尼最后的元老

  迪斯尼“九大元老”中的最后一位欧利·约翰斯顿于当地时间15日去世,享年95岁。

  或许约翰斯顿这个名字对很多人来说十分陌生,但他参与制作的《白雪公主与七个小矮人》、《木偶奇遇记》却是人们耳熟能详的经典动画片。《小鹿斑比》中的桑普、《101斑点狗》中的Perdita及《灰姑娘》中的继姐妹等重量级角色都出自欧利·约翰斯顿之手。实际上,这九位相继去世的迪斯尼核心动画师不仅曾使动画世界趣味盎然,更创立出动画的12个准则为整个产业作出贡献。

  尽管早在1977年,欧利·约翰斯顿就已退休,但现在的动画业精英依然视其为导师。奥斯卡的新科状元、“料理鼠王”布拉德·伯德一直是欧利·约翰斯顿的忠实粉丝,并曾邀请他为《钢铁巨人》中的角色配音。而皮克斯老大约翰·莱赛特亦表示“欧利·约翰斯顿教会了我如何去让角色思考,丰富的思想及情感过程使我们塑造的每一个动画角色显得更加鲜活”。

  

  钱澄海

  中国篮坛名宿

  北京时间4月24日凌晨2时45分,一颗顽强的心脏停止了跳动。与骨癌拼争了近7年的我国著名篮球权威钱澄海,永远地离开了球迷。

  1934年生于浙江勤县的钱澄海,一生为新中国的篮球事业辛勤耕耘,呕心沥血。钱澄海是新中国第一批运动健将。当运动员时,他的技艺达到了炉火纯青的境界。作为上世纪五六十年代的中国男篮队长、场上核心后卫,他的跑动、快速短传、击地妙传,给人留下深刻印象。他在运球突破中减速跑投,堪称一绝。

  在他出任中国男篮主教练的16年间,不仅培养出一批又一批的国手,而且率队夺得亚洲五连冠。1986年在马德里举行的第10届世界男篮锦标赛上,在24支参赛队中,他指挥中国男篮获得第九名,取得历史性突破。外电当时的评论是“中国男篮在世界篮坛上取得历史性突破,是东方篮坛的曙光”。钱澄海还曾在1977年当选为国际篮联世界教练员协会副主席。

  

  伍晃荣

  香港头号体育主播

  香港资深体育新闻主播伍晃荣,4月17日晚于玛嘉烈医院病逝,享年67岁。伍晃荣长子公布其父死讯,表示父亲是白血病感染肺炎,引致器官衰竭病逝。

  说起伍晃荣,估计整个华南地区的电视观众都不会感到陌生。他为人津津乐道的两句经典金句:“波系圆嘅”(注:足球是圆的)、“守门员最好嘅朋友系条门柱”(注:守门员最好的朋友是门柱),深得香港以及华南地区观众爱戴。伍晃荣不仅成就了自己独树一帜的风趣幽默报道风格,亦影响了整个香港广播界报导体育新闻的方式。

  当了45年记者、3年前退休的伍晃荣,生前一直希望参与采访北京奥运,无线电视台早前更与他协议,安排他北上采访京奥,然而人生却如球赛般倏忽无常,距离奥运开幕只有112天之际,这名最受观众欢迎的体育记者就因病离世,留下了点点遗憾。

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钱江晚报 背影 C0007 洛伦茨:“蝴蝶效应”之父振翅西去 ■据《广州日报》 2008-4-28 钱江晚报c00072008-04-2800012;钱江晚报c00072008-04-2800004;钱江晚报c00072008-04-2800020;E6D53EFA7C0F3CC34825743700509F1E[B1-董立林];钱江晚报c00072008-04-2800018 2