其實他1963年就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,一隻海鷗扇動翅膀足以永遠改變天氣變化。」洛倫茲通過計算機求解模擬地球大氣的13個方程式,在一次科學計算時,洛倫茲對初始輸入數據的小數點後第四位進行了四捨五入。他把一個中間解0.506取出,提高精度到0.506127再送回,前後計算結果卻偏離了十萬八千里!前後結果的兩條曲線相似性完全消失了。根據常識,同樣的程序和數據顯然會導致同樣的結果。但是第二次的預報結果與上一次大不一樣。開始他認為是計算機的故障,排除了這種可能後,他發現,他輸入的不是完整的數據。再次驗算髮現計算機並沒有毛病,洛倫茲發現,一個微小的初始條件變化可能導致一連串逐漸放大的改變,最終導致完全不同的結果--這個看似荒謬的論斷,打碎了所有人關於」因果決定論可預測度"所存的幻想,最終產生了當今世界最偉大的理論之一——「混沌理論」。
洛倫茲的理論當時的科學家都不理解,幾家科學雜誌也都拒登他的文章,認為「違背常理」:相近的初值代入確定的方程,結果也應相近才對,怎麼能大大遠離呢?
洛倫茲堅持自己的發現,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也最具影響的闡述是:「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得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,併產生微弱的氣流,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。
當然所謂「蝴蝶」是這位氣象學家製作了一個模擬氣候變化的電腦圖像程序。最後他發現,圖像是混沌的,十分像一隻張開雙翅的蝴蝶,因而他形象地將這一圖形以「蝴蝶扇動翅膀」的方式進行闡釋。「蝴蝶效應」主要還是關於混沌理論的一個比喻,一個不起眼的一個小動作卻能引起一連串的巨大反應。
現在學術界關於蝴蝶效應的定義是: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。是一種混沌現象,說明了任何事物發展均存在定數與變數,事物在發展過程中其發展軌跡有規律可循,同時也存在不可測的「變數」,往往還會適得其反,一個微小的變化能影響事物的發展,證實了事物的發展具有複雜性。
「蝴蝶效應」在人們的生活智慧中早已有應用。例如「一個饅頭引發的血案」,「好奇害死貓」。西方流傳的一首民謠對此作形象的說明。這首民謠說:丟失一個釘子,壞了一隻蹄鐵;壞了一隻蹄鐵,折了一匹戰馬;折了一匹戰馬,傷了一位騎士;傷了一位騎士,輸了一場戰鬥;輸了一場戰鬥,亡了一個帝國。
馬蹄鐵上一個釘子是否會丟失,本是初始條件的十分微小的變化,但其「長期」效應卻是一個帝國存與亡的根本差別。這就是軍事和政治領域中的所謂「蝴蝶效應」。
「蝴蝶效應」之所以令人著迷、令人激動、發人深省,不但在於其大膽的想像力和迷人的美學色彩,更在於其深刻的科學內涵和內在的哲學魅力。混沌理論認為在混沌系統中,初始條件的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。看上去有點不可思議,但是確實能夠造成難以預料的惡果。
中國古代典籍中也記載過類於蝴蝶效應的描述:
楚國有個邊境城邑叫卑梁,那裡的姑娘和吳國邊境城邑的姑娘同在邊境上採桑葉,遊戲時,吳國的姑娘弄傷了卑梁的姑娘。卑梁的人帶著受傷的姑娘去責備吳國人。吳國人出言不恭,卑梁人十分惱火,殺死了吳人。吳國人去卑梁報復,把那個卑梁人全家都殺了。卑梁的守邑大夫大怒,說:「吳國人怎麼敢攻打我的城邑?」於是發兵反擊吳人,把吳人老幼全都殺死了。
吳王夷昧聽到這件事後很生氣,派人領兵入侵楚國的邊境城邑,攻佔夷以後才離去。吳國和楚國因此發生大戰。吳國公子光又率領軍隊在雞父和楚國人交戰,大敗楚軍,俘獲楚軍主帥潘子臣、小帷子以及陳國的大夫夏嚙。又接著攻打郢都,俘獲楚平王夫人而回。這就是歷史上著名的雞父之戰。所以古人指出主持國事要了解事情開始時的情勢,其次是觀察細微的變化可能引發的結局,要防微杜漸,「彌禍於未萌之際,消災於未起之時」。古人很早就意識到看似一些極微小的事情,卻有可能造成集體內部的分崩離析,不可挽回的後果,那時豈不是悔之晚矣?
2003年,美國發現一宗疑似瘋牛病案例,馬上就給剛剛復甦的美國經濟帶來一場破壞性很強的颶風。扇動「蝴蝶翅膀」的,是那頭倒霉的「瘋牛」,受到衝擊的,首先是總產值高達1750億美元的美國牛肉產業和140萬個工作崗位;而作為養牛業主要飼料來源的美國玉米和大豆業,也受到波及,其期貨價格呈現下降趨勢。但最終推波助瀾,將「瘋牛病颶風」損失發揮到最大的,還是美國消費者對牛肉產品出現的信心下降。在全球化的今天,這種恐慌情緒不僅造成了美國國內餐飲企業的蕭條,甚至擴散到了全球,至少11個國家宣布緊急禁止美國牛肉進口,當時連遠在大洋彼岸廣東等地的居民都對西餐敬而遠之。
「911」暴恐襲擊美國人對「談恐色變」。這時就出現了這荒唐的一幕,有一個美國人抽煙,不小心把沒熄滅的煙頭扔在了床邊,然後出門上班了,大約20分鐘後,煙頭慢慢引燃床單,火越來越大,逐漸蔓延到左鄰右舍,引起煤氣罐的連環爆炸。於是在一時無法查明原因的情況下,被暫時定為「恐怖襲擊」。於是驚恐萬狀的人們紛紛拋售股票,引起股市大跌,消費信心下降,影響了整個美國經濟,最後造成美元貶值,以美元標價的基礎性原材料價格上揚,與美元掛鉤的人民幣價格也相應上揚,以原材料為基礎的商品價格上漲,中國也在很短時間內發生成本拉動型通貨膨脹。
911恐怖襲擊
前幾天韓國梨泰院踩踏事件這些都是一個細微的參數(變數)發生變動引起震驚世界的爆炸性重大世界的案例。第一次世界大戰的原因至今沒有定論,也是一個細微的事情引起了幾千萬人死傷的全球世界大戰。
韓國梨泰院踩踏事件
蝴蝶效應一樣可以解釋新聞傳媒網路爆款現象。《人民日報》2010年11月10日頭版頭條刊發了題為《江蘇給力「文化強省」》的文章,由於其權威性和號召力,「給力」一詞一夜之間紅遍中國,擴散到全民辭彙系統中,並被收錄進第六版《現代漢語詞典》。還有「神馬都是浮雲」等歷史上的爆火熱詞。看到頭條的一些朋友幾億的點擊閱讀不可理解,這就是推波助瀾的強大力量。
頭條的朋友學習「蝴蝶效應」的規律也許會大大提高作品成為現象級「爆款」的概率。
小小蝴蝶扇動一下翅膀都有可能引起龍捲風,那還有什麼不可能呢?這就是「蝴蝶效應」給我們最大的啟示,「慎始」,「慎微」的原理。