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混沌或许是某些自然现象的“替罪羊”

已有 4611 次阅读 2011-8-29 16:00 |个人分类:科研随想|系统分类:观点评述|关键词:学者| 混沌

武际可教授[1]写了一篇很好的科普性文章《漫谈混沌》,读完后深受启发,但有些观点本人不敢苟同,希望和武老师以及感兴趣的人士共同讨论之。

1963年,Lorenz研究大气对流的稳定性时发现了著名的混沌效应混沌系统的最大特点是对初值的极其敏感性如著名的蝴蝶效应指出巴西的一只蝴蝶拍拍翅膀就可能导致美国德克萨斯州的一场龙卷风。蝴蝶效应谁观测到了?怎样证明不是巧合现象?

根据混沌动力学理论不少学者推断地质系统如斜坡系统孕震系统在其演化过程中存在着混沌性因此得到了地质灾害的长期预测是不可能准确的甚至是不可能预测的片面结论根据我们的研究知在断层或滑带中的锁固段开始膨胀前系统可能有混沌性其未来的演化路径可能有多种选择但在其膨胀开始后除非发生大幅的减载作用否则系统肯定向失稳态演化但其失稳时间受控于动力环境条件与触发因素这说明在所关注的地质体演化到膨胀点后系统的演化将遵循确定性的规律没有混沌现象出现。该研究说明,一个非线性动力学系统,在初期阶段可能有混沌性(即使有,研究意义不大),但在临近失稳演化阶段没有混沌性,这使得对强震、崩塌、滑坡的预测成为可能。

天气预报不准有可能是模型和数据精度两方面引起的,不能仅拿数据精度说事。再者,假如自然现象有混沌性,在数值模拟时,我们总是以新的观测数据取代较老的数据作为“初值”,不会傻到“从零开始”。

我的理解是混沌现象存在于数学模型中,在某些自然现象中或许并不存在。如强震的孕育与发生过程都是自然界演化的必然结果。我们的研究表明,强震孕育过程遵循着确定性的力学规律,遵循岩石力学的基本原理,遵循能量守恒原理。过去认为强震不能预测,并不是因为混沌的存在,而是对其孕震机制和孕育规律未搞明白。

我的理解是:自然现象的演化过程都是必然的结果,没有偶然性,如河流只能从高处流向低处。在对其演化机理未弄明白之前,混沌可能是人们认识自然现象过程中的“替罪羊”,属于“莫须有”的东东。换句话说,混沌或许是数学家玩出来的游戏,但不适于描述某些自然现象。

参考

[1] 武际可漫谈混沌

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=39472&do=blog&id=480766



https://m.sciencenet.cn/blog-575926-480796.html

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