混沌现象的特征,简述混沌现象

2021-01-10 12:00:15 字数 2238 阅读 1444

1楼:手机用户

对于什么是混沌,目前科学上还没有确切的定义,但随着研究的深入,混沌的一系列特点和本质的被揭示,对混沌完整的、具有实质性意义的确切定义将会产生。目前人们把混沌看成是一种无周期的有序。它包括如下特征:

只要初始条件稍有偏差或微小的扰动,则会使得系统的最终状态出现巨大的差异。因此混沌系统的长期演化行为是不可**的。

简述混沌现象

2楼:天鹰篪水

混沌现象是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动,一个确定性理论描述的系统,其行为却表现为不确定性一不可重复、不可**,这就是混沌现象。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为线性系统,而线性系统大多是由非线性系统简化来的。

因此,在现实生活和实际工程技术问题中,混沌是无处不在的。

“ 混沌”是近代非常引人注目的热点研究,它掀起了继相对论和量子力学以来基础科学的第三次革命。科学中的混沌概念不同于古典哲学和日常语言中的理解,简单地说,混沌是一种确定系统中出现的无规则的运动。混沌理论所研究的是非线性动力学混沌,目的是要揭示貌似随机的现象背后可能隐藏的简单规律,以求发现一大类复杂问题普遍遵循的共同规律。

对于什么是混沌,目前科学上还没有确切的定义,但随着研究的深入,混沌的一系列特点和本质的被揭示,对混沌完整的、具有实质性意义的确切定义将会产生。目前人们把混沌看成是一种无周期的有序。它包括如下特征:

1.混沌具有内在的随机性

,它虽然貌似噪声,但不同于噪声,系统是由完全确定的方程描述的,无需附加任何随机因数,但系统仍会表现出类似随机性的行为;

2.混沌具有分形的性质

,前面提到的lorenz吸引子,henon吸引子都具有分形的结构;

3.混沌具有标度不变性

,是一种无周期的有序。在由分岔导致混沌的过程中,还遵从feigenbaum常数系。

4.混沌现象还具有对初始条件的敏感依赖性

。只要初始条件稍有偏差或微小的扰动,则会使得系统的最终状态出现巨大的差异。因此混沌系统的长期演化行为是不可**的。

混沌究竟该如何理解?

3楼:小超

简单来说,混沌是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动,一个确定性理论描述的系统,其行为却表现为不确定性—不可重复、不可**,这就是混沌现象。

在现代科学的定义中,混沌的基本含义可以概括为:聚散有法,周行而不殆,回复而不闭。意思是说,混沌轨道的运动完全受规律支配,但相空间中轨道运动不对中止,在有限空间中永远运动着,既不相交也不闭合。

混沌运动表现上是无序的,具有类随机性,也称内在随机性。

在非线性科学中,混沌也有着和本意相近但不完全一致的含义。非线性科学中的混沌现象指的是一种确定的但不可**的运动状态。它的外在表现和纯粹的随即运动很相似,即不可**。

但和随即运动不同的是,混沌运动在动力学上是确定的,它的不可**性**于运动的不稳定性。

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,这里是指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。

混沌现象有一个很著名的表述,那就是“蝴蝶效应”。洛仑兹在华盛顿的美国科学促进会的一次演讲中提出:一只蝴蝶在巴西扇动翅膀,有可能会在美国的德克萨斯州引起一场龙卷风。

他的演讲和结论给人们留下了极其深刻的印象。从此以后,所谓的“蝴蝶效应”之说就不胫而走,声名远扬了。

“蝴蝶效应”之所以令人着迷、令人激动、发人深省,不仅在于其大胆的想象力和迷人的美学色彩,更在于其深刻的科学内涵和内在的哲学魅力。

从科学的角度来看,“蝴蝶效应”反映了混沌运动的一种重要特征:系统的长期行为对初始条件的敏感依赖性。

经典动力学的传统观点认为:系统的长期行为对初始条件是不敏感的,即初始条件的微小变化对未来状态所造成的差别是很微小的。可混沌理论却是向传统观点提出了挑战。

混沌理论认为在混沌系统中,初始条件的十分微小的变化经过不断放大,其对未来状态会造成极其巨大的差别。

有一则西方寓言很好地解释了混沌理论的基本概念,即:

丢了一个钉子,坏了一只蹄铁;

坏了一只蹄铁,折了一匹战马;

折了一匹战马,伤了一位骑士;

伤了一位骑士,输了一场战斗;

输了一场战斗,亡了一个帝国;

本是初始条件的十分微小的变化,但其“长期”效应确实一个帝国存与亡的根本差别。这就是军事和政治领域中所谓的“蝴蝶效应”。

混沌系统通常是自反馈系统,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,导致系统内在的不可长期**。

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