混沌学/(美)齐亚乌丁.萨达尔著

中文版序

小时候,曾经听过这样一首民谣:

丢失一颗钉子,坏了一只蹄铁;

坏了一只蹄铁,折了一匹战马;

折了一匹战马,伤了一位骑士;

伤了一位骑士,输了一场战斗;

输了一场战争,忘了一个帝国。

细小如钉子般的初始条件,经过时间的演变,也会不断变大,最终导致天翻地覆的变化。这个故事听起来似乎并不陌生,类似的情形还有很多:中国南方水乡渔民船上的一只鸬鹚扎入湖里,会使纽约的天气受到影响;远在巴西的一只蝴蝶扇动一下翅膀,会引起得克萨斯州的一场龙卷风……这些故事都包含着一个相同的基本观点;系统内部的一个微小运动,通过一系列复杂事件链的作用就会被放大,最终产生数倍于运动本身的影响。这,就是混沌!

古希腊哲学家用“混沌”来解释宇宙之源起;美国气象学家爱德华?洛伦兹发现了其内在的条理性;法国科学家罗尔和托根斯又从数学观点,沿着准周期进入湍流的道路,首次揭示了相空间中存在奇异吸引子。之后,倍周期、费根鲍曼常数、分形几何……随着一个又一个新名词的诞生,混沌学作为一门学科也在不断地走向成熟。

有的科学家对混沌理论评价很高,认为“混沌学是物理学发生的第三次革命”。有的则不以为然,觉得这种说法似乎有些夸张。但无论怎样,这门近三十年才兴起的科学革命,已经与相对论、量子力学一起,被列为二十世纪最伟大的发现。曾有人这样说道:相对论消除了关于绝对空间和时间的幻想;量子力学消除了关于可控测量过程中的牛顿迷梦;而混沌学则消除了拉普拉斯混沌理论关于决定论式可预测的幻想。作为一种兼具质性思考与量化分析的方法,如今,混沌学已经被广泛地应用到了各个学科当中。

这本小册子以图文并茂的方式,为想要了解混沌理论的读者们理出了一条清晰的脉络。虽无法穷尽混沌理论的所有奥义,但足以为好奇的读者们打开一扇科学的大门。作为本书的译者,数月以来,一旦坐于案前,无不字斟句酌,力求将繁复的英文长句转换为简明地道的中文表达。我坚信,诘屈聱牙的专业术语绝对不是科学的载体,科普读物也可以趣味盎然,引人遐思。另外,对不常见的人名、地名、学术名词等,编者在书后特加注释,方便查阅。

科学离我们并不遥远,其实它触手可及。在本书付梓之际,盘桓在我脑中的,是那轻扇翅膀就导致了一场龙卷风的蝴蝶;是那跃入水中激起圈圈涟漪,最后竟影响了纽约天气的鸬鹚;还有那一连串电影:《罗拉快跑》、《混沌理论》、《绝对,也许》…….今日无心种下的因,明日会结出什么样的果呢?未知让人兴奋、战栗、期待而又恐惧。但蝶翅轻轻地一扇,能引起一场龙卷风,又何尝不会阻止一场龙卷风呢?

一切皆是混沌,一切皆有可能。其实,也并非永远都是坏的结果呢!

于北大图书馆