混沌理论的内容是什么（混沌理论是什么鬼）

混沌理论不是糊涂理论，不是宣扬真理的理论，也不是意识形态，是辩证之道，自然之道，是发展着的关于世界的认识论和方法论。

混沌是一个由非线性效应引起的一个相当独特的现象，具有对初值的敏感性、无周期性、长期不可预测性以及分形性和普适性等特点。混沌理论则是研究这一类典型现象的理论，是系统从有序突然变为无序状态的一种演化理论，是对确定性系统中出现的内在"随机过程"形成的途径、机制的研讨。

01混沌理论是什么，从蝴蝶效应出发

混沌理论起源于自然领域的学者对于大自然许多不可解释与预期现象的一种诠释，对于复杂多变的宇宙事物，甚至于社会科学领域，都是这一派学者所追求的主要课题。这些不同向度的系统，都具有共同的特性，也就是它们在变化无常的演绎背后，呈现出某种无法理解的不确定规则。而混沌理论的学者，就是试图去了解与掌握这些存在于秩序、复杂与混沌边缘的变动原理。

中国的《礼记·经解》说过："君子慎始，差若毫厘，谬以千里。"这本是警世之言，类似的现象也常发生在科学领域之中，例如1962年发现的"蝴蝶效应"。

爱德华·诺顿·罗伦兹（图1），美国的气象学家，被称为混沌理论之父，也是"蝴蝶效应"的发现者。他自小喜欢科学，最感兴趣的就是天气变化。1938年他从达特茅斯学院毕业，1940年进入哈佛大学获得数学第二专业的学位，"二战"期间，作为气象预报员，在美国陆军航空兵团服役。1943年获得麻省理工学院理科硕士学位后，罗伦兹留校任教并从事气象研究，"蝴蝶效应"的发现就从这里开始。

为了研究全球气象规律，罗伦兹提出了一个简化的数学模型，这是一个具有三个变量的微分方程，后来被称为罗伦兹方程。根据这个方程组，他使用计算机对全球天气进行模拟运算。一开始，他在方程的初始条件中，输入了一个只保留到小数点后第三位的数据，即0.506，得出了一个气象的预测结果。为了找到更精确的结果，他又把这个初始数据增加到小数点后的第六位，即0.506127，希望预测得更准确些。由于计算机运算要等待一段时间，他出去喝了一杯咖啡。等他回来时，出乎意料的事情发生了，新的结果与他的期望大相径庭，不仅没有更精确，反而面目全非。他重新检查了方程与数据，甚至连计算机也检查了一遍，一切运转正常。

通过这一奇异的现象，罗伦兹有了一个新发现，有些问题对最初的数据非常敏感，事端的微小变化将对后果产生不可估量的影响。这表明，在客观事物的发展中，既有规律可循的因素，又存在着不可预测的变数。在一定的条件下，这些变数会影响到全局。这正应了中国的那句古话"差若毫厘，谬以千里"。

罗伦兹对这一现象做了详细的论证，于1962年11月18日，写出论文，题目是"确定性的非周期流"，这篇论文于1963年1月7日刊登在美国《气象学报》上。这篇论文指出，在一些既不是完全周期性，也不是完全随机性的事物里，事情的演变规律对最初的条件非常敏感，细微的一点改动将可能影响到全局的变化。由于当时计算机描述的无规律气象图线像一只蝴蝶，罗伦兹就把这一现象叫做"蝴蝶效应"。从"蝴蝶效应"伊始，以气象为主题，他开始了对混沌现象的研究。

1972年12月29日，罗伦兹在美国科学促进学会第138次会议上，发表题为"蝴蝶效应"的演说。他从所发现的"蝴蝶效应"起，提出了混沌学的概念，并一语双关地为混沌学提出了一个貌似荒诞的例子：在巴西有一只蝴蝶拍打翅膀，能在美国得克萨斯州引发一场龙卷风。他的这一说法给人印象深刻，最初一刹那，人们会嘲笑这件事荒唐，然而仔细推敲，这一说法却令人着迷，不仅在于大胆的想象力，更在于其深刻的科学内涵与哲学魅力。

"蝴蝶效应"也时刻提醒着人们，如果一个微小的机制不加以适度的引导和调节，就有可能成为一个"坏的开端"，最终构成对整个社会的巨大危害；同样，如果调节得当，正确疏导，再经过一段时间的努力，就可能产生激励社会前进的轰动效应。对于"蝴蝶效应"，中国有很多的成语加以告诫，在西方也有类似的顺口溜：

丢了一根钉子，坏了一个马蹄；

坏了一个马蹄，折了一匹战马；

折了一匹战马，伤了一位战士；

伤了一位战士，输了一场战斗；输了一场战斗，亡了一个帝国。

"一根钉子"与"帝国存亡"之间，就如同"巴西蝴蝶"与"得州龙卷风"一样，它们之间的联系看似"荒唐"，但在混沌系统中，它们就具有"蝴蝶效应"的关系。

02混沌学的应用

混沌学所涉及的是一些非线性的现象，这些现象不完全有规律，但也不是完全没有规律，不是绝对有周期性，也不是完全没有周期性。在实际生活里，例如人口流动、气候变化、股票市场、商品销售、市场价格、星体运行、生物进化、战争局势、车况物流、甚至人的行为等，都是一些非线性现象。伴随计算机科学的发展，混沌学已经发展成为一门影响深远、发展迅速的学科。

举简单例子来说，小学的课文就告诉我们，秋天大雁会往南飞，一会儿排成人字，一会儿排成一字，大雁南飞的过程中排成什么队形我不知道，但是大雁一定会往南飞这个是确定的。

鱼儿到了产卵期，它会逆流而上产卵，他以什么样的路线行进我是不知道的，但他一定会逆流而上，是确定的。向日葵的花盘上，会结多少颗葵花籽我不确定，但是朵朵葵花面向太阳，是确定的。这就是混沌系统一个简单解读。

混沌系统是一个典型的非线性系统，其长期行为是内部非线性耦合反馈作用的直接结果。线性系统，就是系统内的各个部分加权的总和，仍然是方程的解。而非线性系统之内的各个部分是相互作用的，它们叠加起来的结果，不是一个系统内最直接的和。

市场形态也是一个非线性系统，因为如果交易行为是一个线性系统，大家判断市场的方向、开仓点、止损点、加仓点、平仓点都是一样的，最后大家操作的结果也是一样的，那么，金融市场就不存在了。正是因为大家对市场都有独到的见解，性格上，理念上都有冲突，所以这个市场才有对手盘，才有撮合交易，金融市场才能存在。

我们每个人的交易系统都是不一样的，再细化出来，我们看待市场的方式不一样，开仓的点位不一样，止损的幅度不一样，加减仓的方式不一样，最后出场的节点也不一样。

每一个环节，都会让你的交易结果不确定，也就是说我们的交易系统就是一个非线性系统，这就是一个混沌系统。

在过去，人们总以为，只要根据现有发现的定律，例如牛顿定律等，就能由现在预见未来，如天体的运行、日月食发生的时间等，因此笃信事物的因果关系。法国科学家皮埃尔·拉普拉斯在1795年的一篇文章里曾经断言，"倘若有一个'智者'，他在任何一个时刻，都能洞见使大自然运转起来的所有的力，并能确定组成大自然所有物质的各自位置，他还具有广博的知识和能力，能把这些数据进行分析和处理，他还能将最大的物体到最轻的分子的运动都囊括到一个公式里去，那么，对于这个智者而言，宇宙间就没有什么事情不能确定，将来和过去是什么样就都一目了然了。"后来人们把拉普拉斯所说的这位"知晓一切、无所不能的智者"叫做"拉普拉斯妖"。

对拉普拉斯的这种说法，当时就有人提出质疑，如果叫"拉普拉斯妖"由现在预见未来，必须知道初始条件，那初始条件如何确定呢？于是在1812年，拉普拉斯在他的《概率论论文集》中又加以补充，说这位"妖"他还具备"无限勤勉的精神和无限精力，能把世界的任何细枝末节记录下来"，某一时刻所记录的就是"初始条件"，有了这些"初始条件"，这位无所不能的"妖"就能从任何一刻精确地确定未来和过去了。拉普拉斯的这个说法曾迷惑过很多人，致使人们认为这个世界上的任何事物都是确定的，始终保持着因果关系。

然而事实上并非如此，混沌的发现就给因果律的梦想狠狠的一击。在自然界的所有事物里，都有非周期性，即复杂性的成分，特别是当系统是混沌的，任何不可预测的"扰动"都有可能在"差若毫厘"中，"谬以千里"地违背因果关系。如今混沌学已是一种解释世界非线性现象的新兴科学，是研究事物"复杂性"的科学成果，它涉及的领域包括数学、物理、化学、生物、医学、社会科学、经济学、信息科学、人文科学甚至艺术领域。

今年的新冠肺炎的暴发给了我们一个审视预测者的机会。新冠肺炎是个突发事件，新冠肺炎由于其具有高度的传染性，使得"蝴蝶效应"发生了：一个很小的原因导致了一个复杂的结果，宏观经济受到冲击，多个行业为此受损严重，典型的如旅游业、运输业。新冠肺炎过后预测者们又纷纷出来修改自己的预测结果。试问，你们年前的预测结果是根据什么得出来的？如果这些预测是正确的，那你们为什么还要修改？如果不正确，你们又有何根据保证修改后的预测是正确的？谁又能够保证后面没有突发事件？如果改与不改都不正确，那你们的预测又有什么用？

美国沃克斯网站5月23日刊登题为《混沌理论如何帮助解释新冠肺炎大流行的怪异之处》的文章，作者是布赖恩·雷斯尼克。文章认为，"混沌理论"或可解释疫情的不确定性。现将文章摘编如下：

我们已经了解到，只要一名新冠肺炎患者就能引发混乱。

在美国华盛顿州，一个携带病毒的人参加了唱诗班排练，随后，其他成员多半患病。在韩国，一名29岁男子去了夜总会，他新冠病毒检测呈阳性，此后，至少54个新病例与他有关。

这些结果原本可以因一些小事而改变。那个去夜总会的人原本可以看电视而不是出去跳舞。如果唱诗班排练被安排在第二天，那个人也许会感到不适而待在家里。

正如传染病建模专家斯蒂芬·基斯勒所说，在病毒大流行的传播中，"微小的变化产生的影响会大得不成比例"。科学家给如此运转的系统起的名字是：混沌。

混沌主宰着我们的世界，但这并不意味着我们无能为力。流行病学家清楚地告诉我们，在病毒大流行期间让大批人聚在一起会发生什么，但他们无法告诉我们这次疫情的确切状况。

在这个混沌的病毒大流行系统中，有很多我们无法控制的因素。我们只能认真对待我们能做的事。

03 混沌学的未来

混沌理论被认为二十世纪三大科学革命性理论。混沌并不是简单的混乱无序，它是一种特殊的状态。是指复杂系统自身产生的类似无归色的非周期行为，它是系统自身内在的固有属性，而与外在的因素无论。当系统演化到足够复杂时，就能够形成一种稳定模式。

有人说，相对论破除了牛顿的绝对时空观；量子力学揭示了测量的不可确定性；混沌学更排除了拉普拉斯的可预见性。它表明，我们这个宇宙不是那么有序的、可预见的。在科学中所讨论的有序宇宙与真实的宇宙并不直接相关。由于所具有的颠覆性，使混沌理论成为开创科学思想的又一次革命。

作为结尾，送大家诗一首：

混沌寻根

雨蝶挥翅踏春去，三月扶摇围城来。

青草翠竹君莫笑，等闲山岭千里开。

参数反复初心乱，周期无常混沌灾。

古木参天枝虽密，犹有独根土中埋。

参考文献，魏凤文，武轶著，科学史上的365天

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