蝴蝶效應(yīng)

“蝴蝶效應(yīng)”說(shuō)的是：一只南美洲亞馬孫河邊熱帶雨林中的蝴蝶，偶爾扇幾下翅膀，就有可能在兩周后引起美國(guó)得克薩斯的一場(chǎng)龍卷風(fēng)。原因在于：蝴蝶翅膀的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致其身邊的空氣系統(tǒng)發(fā)生變化，并引起微弱氣流的產(chǎn)生，而微弱氣流的產(chǎn)生又會(huì)引起它四周空氣或其他系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)變化，由此引起連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致其他系統(tǒng)的極大變化。“蝴蝶效應(yīng)”聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)荒誕，但說(shuō)明了事物發(fā)展的結(jié)果，對(duì)初始條件具有極為敏感的依賴(lài)性；初始條件的極小偏差，將會(huì)引起結(jié)果的極大差異。

一、蝴蝶效應(yīng)的由來(lái)

蝴蝶效應(yīng)來(lái)源于美國(guó)氣象學(xué)家洛侖茲60年代的發(fā)現(xiàn)，1961年冬季的一天，洛侖茲（E.Lorenz）在皇家麥克比型計(jì)算機(jī)上進(jìn)行關(guān)于天氣預(yù)報(bào)的計(jì)算。他在某一初值的設(shè)定下已算出一系列氣候演變的數(shù)據(jù)，當(dāng)他再次開(kāi)機(jī)想考察這一系列更長(zhǎng)期的演變時(shí)，為了省事，他走了一條捷徑，沒(méi)有令計(jì)算機(jī)從頭運(yùn)行，他把上次的一個(gè)中間數(shù)據(jù)直接打入作為計(jì)算的初值，然后按同樣的程序進(jìn)行計(jì)算，希望得到和上次系列后半段相同的結(jié)果。然后他穿過(guò)大廳下樓，去喝咖啡，一小時(shí)后，他回來(lái)時(shí)發(fā)生了出乎意料的事，他發(fā)現(xiàn)天氣變化同上一次的結(jié)果迅速偏離，在短時(shí)間內(nèi)相似性完全消失了。問(wèn)題出在他這次作為初值輸入的數(shù)據(jù)上。計(jì)算機(jī)內(nèi)原儲(chǔ)存的是16位小數(shù)0.506127…,但他打印出來(lái)的是只有3位的小數(shù)0.506，他輸入的就是0.506。進(jìn)一步的計(jì)算表明，輸入的細(xì)微差異可能很快成為輸出的巨大差別，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為初始條件的敏感依賴(lài)性，在氣象預(yù)報(bào)中，稱(chēng)為‘蝴蝶效應(yīng)’。洛侖茲1979年12月29日在華盛頓的美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)的演講：“可預(yù)言性：一只蝴蝶在巴西扇動(dòng)翅膀會(huì)在得克薩斯引起龍卷風(fēng)嗎？”

二、蝴蝶效應(yīng)的含義

某地上空一只小小的的蝴蝶扇動(dòng)翅膀而挑動(dòng)了空氣，長(zhǎng)時(shí)間后可能導(dǎo)致遙遠(yuǎn)的彼地發(fā)生一場(chǎng)暴風(fēng)雨，以此比喻長(zhǎng)時(shí)期大范圍天氣預(yù)報(bào)往往因一點(diǎn)點(diǎn)微小的因素造成難以預(yù)測(cè)的嚴(yán)重后果。微小的偏差是難以避免的，從而使長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)具有不可預(yù)測(cè)性或不準(zhǔn)確性。這如同打臺(tái)球、下棋及其他人類(lèi)活動(dòng)，往往“差之毫厘，失之千里”、“一著不慎，滿盤(pán)皆輸”。“今天的蝴蝶效應(yīng)”或者“廣義的蝴蝶效應(yīng)”已不限于當(dāng)初洛侖茲的蝴蝶效應(yīng)僅對(duì)天氣預(yù)報(bào)而言，而是一切復(fù)雜系統(tǒng)對(duì)初值極為敏感性的代名詞或同義語(yǔ)，其含義是：初值稍有變動(dòng)或偏差，將導(dǎo)致未來(lái)前景的巨大差異，這往往是難以預(yù)測(cè)的或者說(shuō)帶有一定的隨機(jī)性。典故]

某地上空一只小小的蝴蝶扇動(dòng)翅膀而擾動(dòng)了空氣，長(zhǎng)時(shí)間后可能導(dǎo)致遙遠(yuǎn)的彼地發(fā)生一場(chǎng)暴風(fēng)雨，以此比喻長(zhǎng)時(shí)期大范圍天氣預(yù)報(bào)往往因一點(diǎn)點(diǎn)微小的因素造成難以預(yù)測(cè)的嚴(yán)重后果．微小的偏差是難以避免的，從而使長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)具有不可預(yù)測(cè)性或不準(zhǔn)確性．這如同打臺(tái)球、下棋及其他人類(lèi)活動(dòng)，往往“差之毫厘，失之千里”、“一著不慎，滿盤(pán)皆輸”．

長(zhǎng)時(shí)期大范圍天氣預(yù)報(bào)是對(duì)于地球大氣這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行觀測(cè)計(jì)算與分析判斷，它受到地球大氣溫度、濕度、壓強(qiáng)諸多隨時(shí)隨地變化的因素的影響與制約，可想其綜合效果的預(yù)測(cè)是難以精確無(wú)誤的、蝴蝶效應(yīng)是在所必然的．我們?nèi)祟?lèi)研究的對(duì)象還涉及到其他復(fù)雜系統(tǒng)（包括“自然體系”與“社會(huì)體系”），其內(nèi)部也是諸多因素交相制約錯(cuò)綜復(fù)雜，其“相應(yīng)的蝴蝶效應(yīng)”也是在所必然的．

“今天的蝴蝶效應(yīng)”或者“廣義的蝴蝶效應(yīng)”已不限于當(dāng)初洛侖茲的蝴蝶效應(yīng)僅對(duì)天氣預(yù)報(bào)而言，而是一切復(fù)雜系統(tǒng)對(duì)初值極為敏感性的代名詞或同義語(yǔ)，其含義是：對(duì)于一切復(fù)雜系統(tǒng)，在一定的“閾值條件”下，其長(zhǎng)時(shí)期大范圍的未來(lái)行為，對(duì)初始條件數(shù)值的微小變動(dòng)或偏差極為敏感，即初值稍有變動(dòng)或偏差，將導(dǎo)致未來(lái)前景的巨大差異，這往往是難以預(yù)測(cè)的或者說(shuō)帶有一定的隨機(jī)性．

非線性，俗稱(chēng)“蝴蝶效應(yīng)”。

什么是蝴蝶效應(yīng)？先從美國(guó)麻省理工學(xué)院氣象學(xué)家洛倫茲（Lorenz）的發(fā)現(xiàn)談起。為了預(yù)報(bào)天氣，他用計(jì)算機(jī)求解仿真地球大氣的13個(gè)方程式。為了更細(xì)致地考察結(jié)果，他把一個(gè)中間解取出，提高精度再送回。而當(dāng)他喝了杯咖啡以后回來(lái)再看時(shí)竟大吃一驚：本來(lái)很小的差異，結(jié)果卻偏離了十萬(wàn)八千里！計(jì)算機(jī)沒(méi)有毛病，于是，洛倫茲（Lorenz）認(rèn)定，他發(fā)現(xiàn)了新的現(xiàn)象：“對(duì)初始值的極端不穩(wěn)定性”，即：“混沌”，又稱(chēng)“蝴蝶效應(yīng)”，亞洲蝴蝶拍拍翅膀，將使美洲幾個(gè)月后出現(xiàn)比狂風(fēng)還厲害的龍卷風(fēng)！

這個(gè)發(fā)現(xiàn)非同小可，以致科學(xué)家都不理解，幾家科學(xué)雜志也都拒登他的文章，認(rèn)為“違背常理”：相近的初值代入確定的方程，結(jié)果也應(yīng)相近才對(duì)，怎幺能大大遠(yuǎn)離呢！

線性，指量與量之間按比例、成直線的關(guān)系，在空間和時(shí)間上代表規(guī)則和光滑的運(yùn)動(dòng)；而非線性則指不按比例、不成直線的關(guān)系，代表不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)和突變。如問(wèn)：兩個(gè)眼睛的視敏度是一個(gè)眼睛的幾倍？很容易想到的是兩倍，可實(shí)際是6－10倍！這就是非線性：1＋1不等于2。

激光的生成就是非線性的！當(dāng)外加電壓較小時(shí)，激光器猶如普通電燈，光向四面八方散射；而當(dāng)外加電壓達(dá)到某一定值時(shí)，會(huì)突然出現(xiàn)一種全新現(xiàn)象：受激原子好象聽(tīng)到“向右看齊”的命令，發(fā)射出相位和方向都一致的單色光，就是激光。

非線性的特點(diǎn)是：橫斷各個(gè)專(zhuān)業(yè)，滲透各個(gè)領(lǐng)域，幾乎可以說(shuō)是：“無(wú)處不在時(shí)時(shí)有。”

如：天體運(yùn)動(dòng)存在混沌；電、光與聲波的振蕩，會(huì)突陷混沌；地磁場(chǎng)在400萬(wàn)年間，方向突變16次，也是由于混沌。甚至人類(lèi)自己，原來(lái)都是非線性的：與傳統(tǒng)的想法相反，健康人的腦電圖和心臟跳動(dòng)并不是規(guī)則的，而是混沌的，混沌正是生命力的表現(xiàn)，混沌系統(tǒng)對(duì)外界的刺激反應(yīng)，比非混沌系統(tǒng)快。

由此可見(jiàn)，非線性就在我們身邊，躲也躲不掉了。

1979年12月，洛倫茲（Lorenz）在華盛頓的美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)的一次講演中提出：一只蝴蝶在巴西扇動(dòng)翅膀，有可能會(huì)在美國(guó)的德克薩斯引起一場(chǎng)龍卷風(fēng)。他的演講和結(jié)論給人們留下了極其深刻的印象。從此以后，所謂“蝴蝶效應(yīng)”之說(shuō)就不脛而走，名聲遠(yuǎn)揚(yáng)了。

“蝴蝶效應(yīng)”之所以令人著迷、令人激動(dòng)、發(fā)人深省，不但在于其大膽的想象力和迷人的美學(xué)色彩，更在于其深刻的科學(xué)內(nèi)涵和內(nèi)在的哲學(xué)魅力。

混沌理論認(rèn)為在混沌系統(tǒng)中，初始條件的十分微小的變化經(jīng)過(guò)不斷放大，對(duì)其未來(lái)狀態(tài)會(huì)造成極其巨大的差別。我們可以用在西方流傳的一首民謠對(duì)此作形象的說(shuō)明。這首民謠說(shuō)：

丟失一個(gè)釘子，壞了一只蹄鐵；

壞了一只蹄鐵，折了一匹戰(zhàn)馬；

折了一匹戰(zhàn)馬，傷了一位騎士；

傷了一位騎士，輸了一場(chǎng)戰(zhàn)斗；

輸了一場(chǎng)戰(zhàn)斗，亡了一個(gè)帝國(guó)。

馬蹄鐵上一個(gè)釘子是否會(huì)丟失，本是初始條件的十分微小的變化，但其“長(zhǎng)期”效應(yīng)卻是一個(gè)帝國(guó)存與亡的根本差別。這就是軍事和政治領(lǐng)域中的所謂“蝴蝶效應(yīng)”。

有點(diǎn)不可思議，但是確實(shí)能夠造成這樣的惡果。一個(gè)明智的領(lǐng)導(dǎo)人一定要防微杜漸，看似一些極微小的事情卻有可能造成集體內(nèi)部的分崩離析，那時(shí)豈不是悔之晚矣？

橫過(guò)深谷的吊橋，常從一根細(xì)線拴個(gè)小石頭開(kāi)始。

三、產(chǎn)生蝴蝶效應(yīng)的內(nèi)在機(jī)制

所謂復(fù)雜系統(tǒng)，是指非線性系統(tǒng)且在臨界性條件下呈現(xiàn)混沌現(xiàn)象或混沌性行為的系統(tǒng)，非線性系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程中含有數(shù)學(xué)描述，正是由于這種“諸多因素的交叉耦合作用機(jī)制”才導(dǎo)致復(fù)雜系統(tǒng)的初值敏感性即蝴蝶效應(yīng)，才導(dǎo)致復(fù)雜系統(tǒng)呈現(xiàn)混沌性行為。

目前叫非線性學(xué)及混沌學(xué)的研究方興未艾，這標(biāo)志人類(lèi)對(duì)自然與社會(huì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)正向更為深入復(fù)雜的階段過(guò)渡與進(jìn)化。

從貶義的角度看，蝴蝶效應(yīng)往往給人一種對(duì)未來(lái)行為不可預(yù)測(cè)的危機(jī)感，但從褒義的角度看，蝴蝶效應(yīng)使我們有可能“慎之毫厘，得之千里”，從而可能“駕馭混沌”并能以小的代價(jià)換得未來(lái)的巨大“福果”。

四、蝴蝶效應(yīng)在不同環(huán)境下的意思

“蝴蝶效應(yīng)”在社會(huì)學(xué)界用來(lái)說(shuō)明：一個(gè)壞的微小的機(jī)制，如果不加以及時(shí)地引導(dǎo)、調(diào)節(jié)，會(huì)給社會(huì)帶來(lái)非常大的危害，戲稱(chēng)為“龍卷風(fēng)”或“風(fēng)暴”；一個(gè)好的微小的機(jī)制，只要正確指引，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，將會(huì)產(chǎn)生轟動(dòng)效應(yīng)，或稱(chēng)為“革命”。

在經(jīng)濟(jì)學(xué)中，“蝴蝶效應(yīng)”是指經(jīng)濟(jì)中作為投入的經(jīng)濟(jì)自變量的微小變化可以導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)因變量的巨大變化。在外匯交易市場(chǎng)中就有這種蝴蝶效應(yīng)。蝴蝶效應(yīng)的后果是政策制定者很難掌握他們的決策會(huì)造成什么樣的后果。

“蝴蝶效應(yīng)”也是學(xué)習(xí)型組織理論的重要內(nèi)容，是現(xiàn)代管理中的重要理念，它告誡企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中一定要注意防微杜漸，以避免因管理瑕疵不斷擴(kuò)大而導(dǎo)致重大的挫折。