混沌现象的认识论思考
神秘的混沌理论观后感

神秘的混沌理论观后感引言混沌理论作为一种科学理论,探讨了复杂系统中的随机性和不可预测性。
近期,我有幸接触了混沌理论的相关内容,这使我对这个领域产生了极大的兴趣。
在这篇观后感中,我将分享我对混沌理论的看法和理解。
什么是混沌理论?混沌理论起源于20世纪60年代,由爱德华·洛伦兹提出。
它指的是一种描述复杂动态系统的科学理论。
混沌理论表明,即使是简单的非线性系统,也可能产生复杂、随机的行为和结果。
这种行为无法通过传统的预测方法来准确预测,因为微小的初始条件变化会引起系统演化的巨大差异。
混沌的奇妙之处混沌理论的奇妙之处在于它向我们揭示了世界的复杂性和无序性。
系统中微小的扰动会造成巨大的效应,这与我们过去对线性系统的认识形成了鲜明的对比。
这种随机性和不可预测性的特征,使得混沌理论在天气预测、经济模型和生物学等领域中具有重要的应用。
混沌的数学模型混沌理论的数学模型通常用非线性动力学方程来描述。
最经典的混沌模型之一是洛伦兹方程。
洛伦兹方程包含了三个主要变量:x、y和z。
这些变量之间的关系非常复杂,并且在不同的初始条件下,系统的行为也会发生巨大的变化。
这种敏感依赖于初始条件的特性是混沌系统的核心。
混沌的应用领域混沌理论在许多领域中都有广泛的应用。
例如,在天气预测中,混沌系统可以帮助科学家模拟大气中的复杂动态,提高天气预报的准确性。
在金融领域,混沌系统可以用于分析股市波动和市场行为。
此外,混沌理论还在生物学、化学、控制系统等领域中得到了应用。
对混沌理论的理解和思考混沌理论的出现对我个人来说是一次真正的启示。
它改变了我对世界的看法,让我认识到世界的复杂性远超过我们的想象。
以前,我总是相信世界是按规律和秩序运行的,而混沌理论告诉我,随机性和不确定性是世界的基本特征之一。
混沌理论的应用也让我深思。
它不仅可以帮助我们更好地了解自然界和人类行为,还可以为我们提供新的洞察和创新解决方案。
同时,混沌系统的复杂性也给科学家和工程师带来了巨大的挑战,需要进一步的研究和探索。
浅谈混沌理论及其在生活中的应用

浅谈混沌理论及其在生活中的应用摘要:随着科学技术的不断发展以及科学研究的不断加深,最近几十年混沌学开始兴起。
在非线性科学上,混沌现象指的是一种确定的但不可预测的运动状态。
它的外在表现和纯粹的随机运动很相似,即都不可预测。
但和随机运动不同的是,混沌运动在动力学上是确定的,它的不可预测性是来源于运动的不稳定性。
或者说混沌系统对无限小的初值变动和微扰也具于敏感性,无论多小的扰动在长时间以后,也会使系统彻底偏离原来的演化方向。
本文将简单讨论一下混沌理论及其在生活中的应用。
关键词:混沌理论生活中的应用1、混沌理论的提出美国麻省理工学院气象学家爱德华·罗伦兹(Edward N.Lorentz)为了预报天气,他用计算机求解仿真地球大气的13个方程式,意图是利用计算机的高速运算来提高长期天气预报的准确性。
1963年的一次试验中,为了更细致地考察结果,在科学计算时,洛伦兹对初始输入数据的小数点后第四位进行了四舍五入。
他把一个中间解0.506取出,提高精度到0.506127再送回。
而当他喝了杯咖啡以后,回来再看时大吃一惊:本来很小的差异,前后计算结果却偏离了十万八千里!前后结果的两条曲线相似性完全消失了。
再次验算发现计算机并没有毛病,洛伦兹发现,由于误差会以指数形式增长,在这种情况下,一个微小的误差随着不断推移造成了巨大的后果。
后来,洛伦兹在一次演讲中提出了这一问题。
他认为,在大气运动过程中,即使各种误差和不确定性很小,也有可能在过程中将结果积累起来,经过逐级放大,形成巨大的大气运动。
于是,洛伦兹认定,他发现了新的现象:事物发展的结果,对初始条件具有极为敏感的依赖性。
1979年12月,洛伦兹在华盛顿的美国科学促进会的一次讲演中提出: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。
时至今日,这一论断仍为人津津乐道,更重要的是,它激发了人们对混沌学的浓厚兴趣。
非线性科学中的混沌理论研究

非线性科学中的混沌理论研究随着科技的发展,人们的研究范围越来越广泛,包括非线性科学这一领域。
非线性科学涉及的研究对象有很多,而混沌理论则是其中的一个热点话题。
本文将探讨混沌现象的本质及其在非线性系统中的应用。
一、混沌现象的定义和特征混沌现象最早被人们发现于1960年代,这一时期,计算机的发明使科学家得以对复杂系统进行模拟和研究。
混沌是指一种表现为复杂、不可预测的系统行为的现象,它是一个动态系统经历了一系列非线性作用后的结果。
混沌系统具有以下几个特征:1. 敏感依赖:混沌系统对初始条件敏感,微小的初始差别会导致系统行为的巨大差异。
2. 突变:混沌系统行为经常突变且难以预测,哪怕是微小的变化也会使系统的行为几乎完全不同。
3. 持续不变:混沌系统常常不断变化,但在适当的参数范围内,其总体上呈现出稳定的态势。
由于混沌现象的规律性一般很难被准确地描述,因此比较难以对其中的特征进行量化分析。
二、混沌理论的研究意义混沌现象虽然被认为是复杂、混乱的特征,但实际上它具有深刻的意义。
首先,混沌现象是自然界中普遍存在的一个现象,其涉及的许多问题都与我们的日常生活相关。
其次,混沌现象的存在对线性系统控制理论提出了挑战,让人们认识到人类对于自然规律的掌握仍有很多不足之处。
最后,混沌现象也为人类带来了新的科学思想,即“复杂系统”的概念。
在实际应用方面,混沌理论的研究成果在通信、物理、生物、经济等领域中都得到了广泛应用,取得了很好的效果。
在信息保密通信方面,混沌技术可以使密码更安全可靠;在科学研究中,混沌系统可以被用来模拟气象系统、生物系统,从而更准确地预测系统的变化趋势。
三、混沌理论的数学基础混沌理论是非线性科学中的一部分,其数学基础主要来自于微积分和动力学理论。
在微积分中,混沌现象可以用微分方程来描述,而在动力学中,混沌现象可以用相空间中的相轨迹来表示。
1. 非线性微分方程非线性微分方程是研究混沌现象的基础。
它通常描述了一个动力系统中的状态。
管理科学中的混沌现象研究

管理科学中的混沌现象研究一、引言混沌理论是20世纪60年代末期由美国数学家Edward Lorenz 提出的,在经过几十年的发展和研究,已成为一门发展完备的科学理论。
混沌现象已经应用到多个领域,包括天气预报、股票市场、流体力学等。
本文将会对混沌现象在管理科学中的应用进行探讨和分析。
二、混沌现象简述所谓混沌现象,指的是在某些非线性系统中,当初始条件发生微小变化时,系统的状态也发生了很大的改变,产生了不可预测的结果。
与此同时,混沌现象还包括一些普遍的特征,如无规律出现的震荡、出现奇异吸引子等。
三、混沌现象在管理科学中的应用在管理科学领域中,混沌现象主要被应用于预测和控制方面。
具体应用包括:1.金融市场预测由于股票、期货市场本身就具有非线性因素,所以混沌理论在金融市场预测中应用得非常广泛。
基于混沌理论的金融市场预测模型,可以根据历史股市数据预测未来市场的趋势和价格波动情况。
通过这种方法,投资者可以更好地把握市场节奏,提高盈利率和降低投资风险。
2.产品质量控制在产品量产后,混沌理论被应用于分析生产工艺。
通过对不同温度、压力等参数进行微调,可以防止系统进入混沌状态,保证产品质量的稳定性,提高生产效率和质量。
3.销售预测进入市场后,混沌理论也可以被应用于销售预测。
通过对客户交易数据的分析,可以预测客户的未来购买行为,从而帮助企业更准确地进行产品定价和库存管理,提高销售效率和盈利率。
4.组织管理在组织管理方面,混沌理论可以通过研究组织内部的交互关系和协作模式,优化组织结构,提升组织运营效率。
此外,混沌理论还可以被用于解决企业中的决策问题。
通过对决策者的行为和决策参数进行分析,可以确定最优决策方案,提高决策者的决策质量和效率。
四、结论在管理科学中,混沌理论的应用范围非常广泛,并且具有非常重要的价值。
通过混沌理论的应用,可以提高企业的管理效率和盈利能力。
因此,我们应该积极探索混沌理论在管理科学中的应用,以期更好地服务于企业和社会的发展。
混沌现象探讨

混沌现象探讨摘要混沌是现代科学的重要概念,是非线性科学的一个非常重要的内容。
混沌作为一门新兴的科学,是人类在认识大自然中的不规则性方面的一个举足重轻的突破。
它已渗透到全部科学之中。
混沌现象是发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动,是确定论系统所表现的内在随机行为的总称,其根源在于系统内部的非线性交叉耦合作用,而不在于大量分子的无规则运动。
该理论所研究的是非线性动力学,它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,目的是要揭示貌似随机的现象背后可能隐藏的简单规律,以求发现一些复杂问题普遍遵行的共同规律。
这种现象是比较广义的,不仅讨论混沌状态下的运动变化过程,也讨论由有序向混沌演化的特点。
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。
但因为我们对它了解太少,所以往往视而不见,忽略了它的存在。
蝴蝶效应、湍流、三体问题、昆虫繁衍、机床切削金属时或打印机机头因冲击而引起的混沌振动等都属于混沌现象。
另外,癫痫病患者发病时的脑电波呈明显的周期性,而正常的脑电波则近乎随机讯号,其脑电图曲线代表的就是曲型的混沌现象。
单摆是我们熟知的确定性运动的典型,但当角度大到一定程度并有驱动力和阻力时也居然能够进入混沌状态。
而在政治、经济、战争、教育等社会科学各个领域也发现了许多混沌现象实例关键字:非线性动力学确定论随机性非线性交叉耦合一、混沌现象实例:1.三体问题首先考虑一个比较特殊的三体问题:一颗质量很小的卫星在两颗大质量(为简单起见可设质量相等)的行星作用下运动。
假定行星在它们之间的万有引力作用下绕其联线中心作圆周运动,而卫星质量很小,对行星运动的影响可以忽略。
同时假定三个天体在同一平面内运动。
现在要问:卫星在两颗行星作用下的运动情况如何呢?上述模型及由牛顿运动定律和万有引力定律所列出的方程看上去挺简单的,但它们所代表的运动却十分复杂,竟然无法得到解的数学解析式。
动力学中的混沌理论研究

动力学中的混沌理论研究“混沌”这个词在日常生活中经常被用来形容一种无序、混乱的状态,但在物理学中,混沌理论却有着严谨的定义和数学模型。
动力学中的混沌现象指的是一种看似无规律的、高度敏感的系统行为,引发了研究人员的极大兴趣。
1. 系统的敏感性和确定性混沌混沌现象的出现通常和系统内部的敏感性有关。
我们知道,在一个确定性系统中,初始状态的微小变化可以引起系统产生激烈的反应,比如万有引力场中行星的运动轨迹。
但在普通的确定性系统中,这种敏感性通常会逐渐衰减,最终转化为可预测的运动轨迹。
然而,在某些特殊的情况下,系统内部的微小变化会被逐渐放大,进而导致系统行为的不确定性和复杂性。
这种现象也被称为“确定性混沌”。
“确定性混沌”在动力学中是一种特殊现象,它表现出了系统的极高敏感度和不可预测性。
2. 混沌系统模型和常见应用混沌现象的研究是非常复杂和严峻的,通常需要构建出适当的混沌系统模型以及运用高度复杂的数学方法进行分析。
早期的混沌系统研究主要集中于天体力学以及其他物理学领域的基础研究领域,比如流体力学、量子力学等。
随着混沌研究的深入,这一理论开始在更多的领域得到应用,比如经济学、社会科学等。
在经济学中,混沌理论有着广泛的应用,尤其是在预测股票价格和研究经济波动等方面。
社会科学方面则主要应用于人类行为和集体行为的建模。
3. 混沌理论的意义和展望混沌理论的出现和发展对于人类认识自然的深度和广度有着重要的影响。
混沌现象的探索,让我们重新认识到了自然界的复杂性和多样性。
许多此前认为是随机、无序现象的自然现象,比如气象、生物进化等,现在都可以用系统动力学的方法进行建模和研究。
同时,混沌理论也对人类社会的发展产生了深远影响。
混沌系统模型和相关的数学方法具有广泛的应用潜力,可以用于分析和优化复杂系统,比如城市交通、食物供应、能源消耗等。
这些应用不仅能够提高系统的效率和可持续性,还有助于人们对社会和环境问题的更深入认识。
在未来,混沌理论的研究还将继续深入,同时也将不断涌现出越来越多的应用场景。
令人惊叹的混沌理论——背后的数学原理和哲学思考

令⼈惊叹的混沌理论——背后的数学原理和哲学思考在20世纪60年代早期,⽓象学家爱德华·洛伦兹发现某些系统从根本上是不可预测的。
他的理论引发了⼀场名为“混沌理论”的科学⾰命。
有⼈说,简单的基本规则有时会产⽣奇异的复杂性。
那些复杂的结构通常有⾮常基源。
这种现象和理论在实践中经常被提及,但也出现在《怪奇物语》等电⼦游戏和《侏罗纪公园》等电影中。
那么,混沌理论的实际定义是什么呢?它与数学有什么联系?它与可预测性和决定论有什么关系?如何将这些发现应⽤于⼀般情况?定义为了理解混沌理论,有必要讨论⼀下字典是如何描述它的:描述动态系统模式的数学,如天⽓、⽓体和液体的⾏为、演化等等。
因此,混沌理论是研究和描述动态系统的数学,它解释了随时间变化的过程。
科学家和数学家对混沌有不同的看法。
对他们来说,⼀个混沌的世界或混沌的问题是不可预测的,⼀个微⼩的偏差可能导致不可想象的后果引⼊科学爱德华·诺顿·洛伦茨,美国数学家、⽓象学家、⿇省理⼯学院⽓象学教授。
他在达特茅斯学院和哈佛⼤学学习数学。
他的职业⽣涯始于第⼆次世界⼤战期间,当时他是美国陆军航空队的⼀名⽓象预报员。
在⼀次天⽓预中,他在他的计算机模型上得到了⼀个⾮常不同的结果,因为只有⼀个微⼩的偏差。
爱德华证明了可预测性的局限性,这让许多科学家和⽓象学家感到震惊。
他们认为最终有可能预测更长⼀段时间的天⽓。
混沌理论阐述了变化过程的进展和演变,⽤微分⽅程来描述。
以前是⽆法计算出精确的解的,但现在它们可以⽤计算机进⾏数值计算。
由于变量初始值变化的敏感性,这些系统将表现出复杂且快速的偏差⾏为。
混沌系初始状态下不可避免的⼩误差⾮常敏感。
这决定了可预测性是有限度的。
吸引⼦和迭代吸引⼦是迭代附近点的x坐标的集合。
设函数y_1=x^2-1;y_2=x。
在抛物线y_1=x^2-1上取⼀个值,然后从这个初始值画⼀条⽔平线与y = x相交,交点的横坐标为新的x的值,记为x_1;然后把x_1代⼊抛物线。
混沌及其应用心得体会

混沌及其应用心得体会混沌是一个非线性系统中的现象,也被称为“无序的序”。
在混沌状态下,系统的演化变得极为敏感,微小的初始条件的改变会引起系统演化的巨大不同。
混沌现象已经被广泛应用于不同的领域,包括物理学、生物学、经济学等等。
在我的学习和实践中,我对混沌有着一些体会和心得。
首先,混沌对于探究系统的复杂性起到了重要的作用。
混沌现象的出现意味着系统的演化是非线性的、不可预测的。
这为我们理解和研究复杂系统提供了新的视角。
在物理学中,混沌现象的研究已经为我们揭示了许多自然界中的复杂现象,如天气系统中的气象变化、流体力学中的湍流现象等等。
混沌的出现使得我们不再简单地从线性的、可预测的角度去分析问题,而是需要考虑到非线性的、不可预测的因素。
其次,混沌的应用给我们的科学研究提供了新的方法和工具。
混沌现象的复杂性使得我们无法用常规的数学方法来描述和分析,因此我们需要借助于一些新的工具和数学方法。
分形理论是研究混沌现象的一种重要工具,它可以用来描述非线性系统中的自相似性。
通过分形理论,我们可以揭示出混沌现象背后的一些规律和结构。
另外,计算机模拟和数值计算也成为了研究混沌现象的重要手段。
通过计算机模拟,我们可以模拟和重现一些复杂系统的演化过程,从而深入研究混沌现象的性质和规律。
再次,混沌的应用也对我们的实际生活产生了一定的影响。
混沌的非线性和不可预测性使得我们无法准确地预测和控制系统的演化结果。
这对于一些实际问题的决策和控制带来了新的挑战。
例如,在金融市场中,由于市场的复杂性和混沌现象的存在,风险的控制和投资的决策变得更加困难。
另外,在气候预测和地震预警等领域,由于系统的复杂性和混沌性质,我们往往只能进行一些近似和概率的预测。
综上所述,混沌是一个具有重要意义和广泛应用的现象。
混沌的研究对于我们揭示和理解复杂系统的本质和规律有着重要的作用,同时也为我们提供了新的方法和工具。
在将来的研究中,我们应该进一步深入研究混沌现象的性质和规律,并将其应用于更多的领域中,为解决实际问题提供更好的方法和思路。
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混沌现象的认识论思考摘要:混沌现象在世界中普遍存在,科学家因其产生的原因,认定这是不可预测的倒向不可知论。
通过对影响世界演进的微小影响因素分析并阐述马克思的认识论,对混沌不可知论批判。
马克思的辩证发展理论,肯定了科学发展的曲折现状和光明未来。
关键词:混沌;微小影响因素;数学模型;线性;非线性一、混沌理论原理在古中国、古希腊和一些其他的古民族,都有许多哲学家认为:在宇宙形成之前是一种混乱的状态。
“混沌”一词的本意是指宇宙形成之前的这一混乱状态。
结束混乱的过程是宇宙由无序向有序演进的过程。
经过哲学家和科学家几千年的不断探索,人们已经在与世界的交往中积累并构建起一套科学体系。
尤其在最近的几十年以来,在人类研究的几乎各门科学领域中,这套科学体系的最前沿产生了一些我们难以理解的现象:很多自然现象转化为纯粹数学模型之后,按照一定的数学规则不断对自然现象的数学模型进行重复时,却使得这种现象的模型对现象变得难以预测。
当重复到一定数量之后,在这一数学模型中得到的结果几乎是完全随机事件,几乎完全“不可预测”。
科学家们把一个确定的动态系统,在其动态演变过程中表现出的不确定、不可重复、不可预测的现象统称为混沌现象。
大量的研究表明,宇宙朝着有序的方向发展,混沌却是由有序向无序发展;在一个确定的系统中似乎是随着系统演进速率的快慢和系统自身的性质共同决定事物从有序到混沌的时间长短;相同性质的系统,演进速率越快有序持续的时间也就越短。
混沌理论和混沌现象的研究最先产生于数学和物理领域;后来在大量的应用学科中广泛研究诸如:天气预测、投资风险等等。
通过对混沌的不断深入研究有利于人类理清自然的已知与未知,可知与不可知思想的升华,同时也决定了科学未来发展的方向。
二、混沌理论认识论我们引以为傲的科技文明所构建的这套科学体系是人类长期与自然交往实践中“积累和构建”的。
这是一个严格的认识论问题:即我们现有的科学体系是否是自然之物而被人类认识的?导致科学家们普遍作出混沌现象代表世界是非决定的,不可预测的。
世界的可预测性,是因为我们坚信世界的普遍因果性,即是一件事情或者一个事物的发生、发展,一定存在使他发生、发展的原因,这个原因又发展为结果,结果成为下一阶段或者另一事物发生的原因。
因果性是我们对世界建立的普遍联系性,我们不断地认识世界,通过事物的因果性,认识世界的发展变化,并对发展变化的趋势,做结果预测。
我们对于这一方法的坚持的信念,就是可知论。
我们现在所享有的全部科技文明认为并且在实践中不断证明,世界是可知的。
正是因为我们认为世界是可知的,我们不断地探索、研究、前进。
但是因为目前混沌现象所表现出的不确定、不可重复、不可预测性使一些科学家认为世界不可预测,世界没有因果,甚至是世界不可知的尴尬论断。
这样的观点明显是不正确的,人类一切过去的科学成果都在说明,在人类不断地对自然探索、研究,对自然取得了持续的和长足的认识,这不就是自然界可知的充分表现吗?混沌理论中有一个广为人知的概念叫做“蝴蝶效应”。
它是指如果有一只蝴蝶在亚马逊热带丛林中扇动翅膀,就有可能几周后在美国引起一场台风。
常识告诉我们,蝴蝶扇动翅膀只是使它的周围空气流动发生微小的变化,但是混沌理论则告诉我们,这一小小的变量却在我们这个以大气为范围的系统中演变为一场台风。
可见时空的连续性在整个大气系统中,因微小变量而产生的巨大影响。
时空中的自然是瞬息万变的,促成我们已经成为历史的演进轨迹正是由无数微小的作用因素组成的,我们所擅长的线性的模拟世界的方式只是一种粗浅的开始。
我们承认因果关系,便是承认在无数我们来不及统计和觉察的微小作用因素决定的必然过程。
然而蝴蝶效应的结果在科学家那里说成是不可预测的结果。
所谓的不可预测,并非不可预测,只是尚不能预测而已。
三、关于混沌问题产生的感想混沌现象的普遍性广泛存在于天文学、量子力学、热力学、化学、概率数学等等几乎涉及人类研究的所有科学前沿之中。
引起我们的反思,是什么产生了混沌?科学精神起源于古希腊哲学,那个时候的哲学和科学还没有分开。
亚里士多德说哲学来源于“惊异”[1]。
“惊异”就是来自于对知识的渴望,对于未知的不断追求。
最初的哲学也是最初的科学,建立哲学或者科学的目的也就是总结人类经验自然的知识体系和洞悉自然的研究方法,使人能直观或者思考世界的本质,从而理解、认识世界。
主体与客体相互作用,认识物质的实践过程,即是哲学上的“认识论”。
在哲学或者科学建立之时,所包含的先哲的思维前提,必然是认为,自然是可以按照一定的方法认识的,即自然可知。
哲学或科学的追求必然是可预测的实证的具有确定性的知识。
当现代混沌理论遇到了“所谓的不确定性”时,盲目的对可知论进行否定。
可知与不可知是一个哲学问题,是人类几千年来对于精神和世界的执着追求的统一性最高体现,是人类对自然知识渴望的终极理想,更是几千年来全部人类精神的极度纯粹。
自然科学的建立目的便是对自然的不断探索,向人们展示一个确定的、明晰的自然世界。
对自然可知论的否定是对科学存在初衷的否定,是与科学精神的背离。
混沌现象的普遍显现,是人类科学快速进步,高度发展的产物。
预示人类科技发展的又一瓶颈的出现。
这绝不是我们悲观的时刻,更不能草率的倒向“世界不确定性”的新不可知论。
因为现有科学水平的限制导致的混沌现象,对于自然的可知与不可知形成一个认识论上的矛盾,矛盾是事物发展的动力。
可知与不可知的矛盾促使我们进一步去探索混沌现象,也只有在进一步的探索中消除这一矛盾。
是什么产生了混沌?在整个哲学史中,物质与意识,存在与思维,主客二分。
面对混沌现象产生的问题,我们沿袭前人的这一方式应该更容易理解。
在诸如天文学、量子力学、热力学、化学、概率数学等等几乎涉及人类研究的所有科学前沿之中,数学模型是现代人类科学对世界认识的方法核心所在。
在几乎所有这些学科中,我们通过数学建模来模拟真实世界的变化情况。
而混沌现象,正是在各领域数学模型体现的。
从我们的科学精神出发,坚持对世界可知的态度,那么这些不规则现象广泛出现,我们是不是可以认为是数学的不完备性体现呢?而不是理解为世界的不确定性?因此,我们是否该反思我们这一认识世界的方法呢?是不是这一认识世界的方法即将迎来巨大的变革?在牛顿开创的经典物理学时代,科学家就已经开始使用数学模型来描述自然现象,用公式描述发生原理。
他们所使用的往往都是线性的数学模型。
在线性数学模型中有什么样的原因必然产生什么样的结果,整个系统中的一切都在一开始就决定了的,因此线性数学模型属于决定论范畴。
但是,随着数学的发展和科学研究的深入,用非线性的数学模型描述复杂的动态的系统。
却表现出巨大的不确定性。
这好像是一个画家所画出的画和现实世界是有区别的一样,理论往往跟现实有很大差距,过去的理论都是线性的,可预测的,到了现实中往往出现一些不确定性。
这是因为世界是复杂的非线性的,真实世界之中“事物普遍的联系性”,这种普遍必然存在许许多多非常微小的不易察觉的联系。
犹如蝴蝶效应,我们很难发现,但它真实存在。
这就导致我们建立模型的难以预测性。
随着具体科学对自然世界研究不断深入,对各种细微联系和影响的深入了解,使现有科学模型对自然世界在宏观上模拟更加逼真的同时,在微观或者数学的反映上出现大量不确定性。
大量不确定性的由来,应该是伴随科学模型深入大量微小物质联系层次之后,难以计数的微小物质联系是现有科学技术难以把握完全的,伴随而来的是难以预见的大量不确定因素,这些尚未预见的不确定因素是导致大量不确定性的根本原因。
马克思认为事物的前进是一个曲折的盘旋的上升过程,只是在这一发展的过程中,总体趋势是前进的。
混沌现象的出现就是事物前进过程中的曲折,而不是事物发展的终结。
科学的发展要在曲折中前进就要深入研究,解决事物发展的困难。
考德威尔在对齐默尔曼的《科学、非科学和谬论》一书的评论中,将科学描述为“从可能的正确中分离出可论证的错误”过程。
仅仅是谬误能被证明,真理是不能被证明的,这是科学的根本基础。
真理仅仅是多次努力后未被切割掉的幸存者。
事实上,科学成果的一部分是通过在反复重现理论概念的过程中,发现概念的薄弱或错误部位。
对薄弱或错误部位的不断研究往往会发现理论的矛盾之处,这时再对理论修改或重置使得科学不断前进[2]。
爱因斯坦也认为,我们只能不断接近真理,而不能得到真理。
马克思的辩证认识论认为,“实践、认识、再实践、再认识……是人们认识具体事物的辩证运动过程,也是认识无限发展的辩证运动过程;它既不是封闭式的循环,而是永无止境的螺旋式的上升。
”[3]这是我们现有科学体系的危机与机遇,而不是世界的不可知论和不确定性。
研究模型细致深入也是实证认识论从现行往更高层级跃迁的瓶颈,科学从最初的研究静态事物,到研究动态事物;从简单的线性数学模型到复杂的非线性模型;从空间的点、线、面,到时间之矢加入;从抓住事物主要矛盾,到抓住主、次矛盾并兼顾矛盾的主、次方面;这是对人类现有知识水平的考验,也是人类向着科学前进的巨大机遇。
宇观+宏观+微观整个世界动态过程的模拟,这必然是一个艰难的复杂的伟大科学理论体系的变革,我们也必然要经过这一“迷茫期”。
只是我们要尊重客观现象的同时,坚定我们的科学信念,明确人类认识事物的反复实践的观念,洞悉事物发展的辩证过程。
参考文献:[1]吴国盛.科学的历程[M].北京:北京大学出版社,2002:59.[2][美]亨利·N·波拉克.不确定的科学与不确定的世界[M].李萍萍,译.上海:上海科技教育出版社,2005:11.[3]肖前.马克思主义哲学原理[M].北京:中国人民大学出版社,1998:426-427.。