名詞解釋——混沌理論

SpringEmpire 2007-11-23

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名詞解釋——混沌理論

　　混沌理論，是系統(tǒng)從有序突然變?yōu)闊o序狀態(tài)的一種演化理論，是對確定性系統(tǒng)中出現(xiàn)的內(nèi)在“隨機過程”形成的途徑、機制的研討。

　　美國數(shù)學家約克與他的研究生李天巖在1975年的論文“周期3則亂七八糟(Chaos)”中首先引入了“混沌”這個名稱。美國氣象學家洛倫茨在2O世紀6O年代初研究天氣預(yù)報中大氣流動問題時，揭示出混沌現(xiàn)象具有不可預(yù)言性和對初始條件的極端敏感依賴性這兩個基本特點，同時他還發(fā)現(xiàn)表面上看起來雜亂無章的混沌，仍然有某種條理性。1971年法國科學家羅爾和托根斯從數(shù)學觀點提出納維-斯托克司方程出現(xiàn)湍流解的機制，揭示了準周期進入湍流的道路，首次揭示了相空間中存在奇異吸引子，這是現(xiàn)代科學最有力的發(fā)現(xiàn)之一。1976年美國生物學家梅在對季節(jié)性繁殖的昆蟲的年蟲口的模擬研究中首次揭示了通過倍周期分岔達到混沌這一途徑。1978年，美國物理學家費根鮑姆重新對梅的蟲口模型進行計算機數(shù)值實驗時，發(fā)現(xiàn)了稱之為費根鮑姆常數(shù)的兩個常數(shù)。這就引起了數(shù)學物理界的廣泛關(guān)注。與此同時，曼德爾布羅特用分形幾何來描述一大類復雜無規(guī)則的幾何對象，使奇異吸引子具有分數(shù)維，推進了混沌理論的研究。20世紀70年代后期科學家們在許多確定性系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)混沌現(xiàn)象。作為一門學科的混沌學目前正處在研討之中，未形成一個完整的成熟理論。

　　但有的科學家對混沌理論評價很高，認為“混沌學是物理學發(fā)生的第二次革命”。但有的人認為這似乎有些夸張。對于它的應(yīng)用前景有待進一步揭示。但混沌理論研究同協(xié)同學、耗散結(jié)構(gòu)理論緊密相關(guān)。它們在從無序向有序和由有序向無序轉(zhuǎn)化這一研究主題有共同任務(wù)，因而混沌理論也是自組織系統(tǒng)理論的一個組成部分。近幾年來，科學家們在研究混沌控制方面已取得重要進展，實現(xiàn)了第一類混沌，即時間序列混沌的控制實驗。英、日科學家還在試驗用混沌信號隱藏機密信息的信號傳輸方法?！　?

(摘自“社科規(guī)劃項目《新世紀科技新知詞典》” 鄭積源文)