混沌理論(chaos theory)四項基本理念
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混沌理論(chaos theory)四項基本理念
非均衡系統模式。
混沌理論是一門關注非線性系統行為和演化的學科,其核心觀點是系統中微小的變化可能會導致巨大的影響,且系統的行為和演化通常呈現出混沌和不可預測的特性。混沌系統具有複雜的形式、非線性、不同尺度之間的遞移性、對初始條件的敏感和回饋機制等特徵。
混沌理論四項基本理念
1.耗散結構(Dissipative structure):
(1)耗散結構是由比利時物理學家柏里哥星(Prigogine)和法國化學家尼克里斯(Nicolis)提出的概念。
(2)耗散結構指的是一種物理系統,它能夠在能量輸入的情況下,從無序的狀態中進化出有序的結構。
(3)耗散結構具有一種負熵效應,即它能夠自外部環境中吸取能量,從而從無序的狀態中進化出有序的結構。
(4)耗散結構在進化的過程中,需要與外部環境進行不斷的交互,從而產生新的型態和結構。這種過程具有循環對稱性。
(5)耗散結構是非線性的,意味著系統中的變化是不可預測的,並且它們也是不穩定的,意味著它們能夠在適當的條件下產生混沌現象。
(6)在耗散結構的進化過程中,新型態的出現可能會使系統變得更好,也可能會使系統變得更差。這種不確定性是混沌現象的一個重要體現。
2.回饋機能(Feedback):
(1)柏里哥星(Prigogine)和(Stengers)《秩序出自混沌:自然中的科學、文化和人類行為》中提到了回饋機能的概念。
(2)回饋機能是指系統中產生的結果會再次注入到系統中,從而影響系統的行為和演化。
(3)回饋機能會產生一些和原始結構不同的新結構,這些新結構可能是具有創造性和變革性的。
(4)回饋機能具有不可逆性,一旦產生了新的結構,它們就不可能被完全消除或回到原來的狀態。
(5)回饋機能強調了系統中微小的變化可能會對系統的穩定性和行為產生巨大的影響。
(6)回饋機能也提醒我們,在設計和預測系統的行為時,必須考慮到所有可能的變化和影響,因為這些變化和影響可能會反饋到系統中,並且影響系統的演化和行為。
(7)回饋機能的存在也表明了系統中自我調節和自我組織的能力,這種能力使系統能夠適應和回應不斷變化的環境,從而保持系統的穩定性和可靠性。
3.蝴蝶效應(Butterfly effect):
(1)葛雷克(Gleick)於1987年在其所著的《混沌:兩千年來的預言、電腦革命和未來》一書中首次提出蝴蝶效應。
(2)「巴西之蝴蝶展翅,德州就可能吹颶風」是蝴蝶效應的一個經典例子。
(3)它指的是一個系統中微小的初始變化可能會隨著時間的推移和系統的非線性效應而產生巨大的影響。
(4)這種影響是無法預測的。
(5)大氣系統是一個具有高度敏感性的非線性系統,微小的變化可能會在系統中不斷擴大,從而產生巨大的影響。
(6)細微之處可能有巨大影響,這意味著在設計和預測系統時,必須考慮到所有可能的變化和影響。
(7)蝴蝶效應也強調了我們對於複雜系統的預測是有限的,因為微小的初始條件可能會產生非常不同的結果。
4.奇特吸引子(Strange attractor):
(1)海斯(Hayles)《如何成為一個混沌理論家》中提到奇特吸引子
(2)性質極不穩定:奇特吸引子是一個非常不穩定的特徵,它可以因微小的變化而產生很大的影響。
(3)簡單或複雜:奇特吸引子的形狀可以是非常簡單的,也可以是非常複雜的。
(4)難以捉摸:奇特吸引子的形狀往往非常難以捉摸,因為它是由系統的非線性效應和微小的變化共同作用形成的。
(5)產生巨大能量:奇特吸引子在系統中形成了一個穩定的軌跡,這種軌跡可以產生巨大的能量,從而影響整個系統的行為。
(6)左右系統:奇特吸引子可以左右整個系統的行為,甚至可以使系統產生混沌現象,進而對系統的穩定性產生影響。
以上是對混沌理論四項基本理念的重點整理
關鍵字:混沌理論(chaos theory)四項基本理念,非均衡系統模式(渾沌理論)
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標籤: 教育專業
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