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美国气象学家、蝴蝶效应的发觉者爱德华·诺顿·罗伦兹逝世

话历史 2023-12-31 15:16:03

爱德华诺顿罗伦兹

2008年4月16日,美国数学与气象学家、胡蝶效应的发现者爱德华诺顿罗伦兹去世,享年90岁。

人物简介

爱德华诺顿罗伦兹,美国数学与气象学家,浑沌理论之父,胡蝶效应的发现者。他说过1句很出名的话:1个胡蝶在巴西轻拍翅膀,可以致使1个月后德克萨斯州的1场龙卷风。

美国气象学家、蝴蝶效应的发觉者爱德华·诺顿·罗伦兹逝世

主要经历

1917年5月23日罗伦兹诞生在美国西康涅狄格州哈特福德。他在很小的时候就喜欢科学。『孩提时,我最有兴趣做的事就是关心天气的变化。』他后来写道。

罗伦兹后考入达特茅斯学院,1938年毕业。

1940年又毕业于哈佛大学,并取得数学专业学位。

第2次世界大战期间,罗伦兹作为气象预报员曾在美国陆军航空兵团服役。

1943年获麻省理工学院理科硕士学位。

1948年,进入该学院任教,从事气象学领域研究。

1963年获美国气象学会迈辛格奖,同年提出『浑沌理论』(ChaosTheory)。

1967年出版的《大气环流的性质和理论》1书中,罗伦兹精辟地论述了大气环流研究工作的历史发展、现状和展望。

1969年获美国气象学会罗斯比研究奖章。

1972年提出『胡蝶效应』(ButterflyEffect)。

1973年获西蒙斯记念金奖。

1975年他成为美国国家科学院院士。

1983年取得瑞典皇家科学院颁发的克拉福德奖(CrafoordPrize),这一奖项主要授与研究领域不在诺贝尔奖授奖范围内,而确有突出成绩的科学家。

1987年退休。1991年罗伦兹取得地球和星体学方面的基础科学『京都奖』(KyotoPrize),评委会称他的浑沌理论『继牛顿以后,为人类自然观带来了最为戏剧性的改变』。罗伦兹的妻子简死于2001年,他们留有1子两女。

2008年4月16日由于癌症在马萨诸塞州的家中去世,享年90岁。

罗伦兹还著有《动力学方程的最大简化》《振荡力学》《大气环流的低阶模式》《用大的数值模式进行大气可预测性实验》等。

主要成绩

▲浑沌理论

1963年罗伦兹提出了『浑沌理论』,这一理论具有巨大的影响力,其主要精神是,在浑沌系统中,初始条件的微小变化,可能造成后续长时间而巨大的连锁反应。此理论最为人所知的论述之一是『胡蝶效应』:『1只胡蝶在巴西轻拍翅膀,会使更多胡蝶随着一起振翅,最后将有数千只的胡蝶都随着那只胡蝶一同挥动翅膀,结果可以致使1个月后在美国德州产生1场龙卷风。』

浑沌理论解释了决定系统可能产生随机结果。理论的最大的贡献是用简单的模型取得明确的非周期结果。在气象、航空及航天等领域的研究里有重大的作用。

浑沌理论认为在浑沌系统中,初始条件10分微小的变化,经过不断放大,对其未来状态会造成极为巨大的差别。

浑沌理论是一种兼具质性思考与量化分析的方法,用以探讨动态系统中没法用单1的数据关系,而必须用整体,连续的数据关系才能加以解释及预测之行动。

『一切事物的原始状态,都是1堆看似绝不关联的碎片,但是这类浑沌状态结束后,这些无机的碎片会有机地聚集成1个整体』

▲胡蝶效应

『胡蝶效应』是指在1个动力系统中,初始条件下微小的变化能带动全部系统的长时间而巨大的连锁反应。这是一种浑沌现象,『1只胡蝶在巴西轻拍翅膀,会使更多胡蝶跟著一起振翅。最后将有数千只的胡蝶都跟著那只胡蝶一同挥动翅膀,其所产生的飓风可以致使1个月后在美国得州产生1场龙卷风。』

在《浑沌学传奇》等书中皆有这样的描写:『1961年冬季的1天,罗伦兹在计算机上进行关于天气预报的计算。为了考察1个很长的序列,他走了1条捷径,没有令计算机从头运行,而是从中途开始。他把上次的输出直接打入作为计算的初值,然后他穿过大厅下楼,去喝咖啡。1小时后他回来时,产生了出乎意料的事,他发现天气变化同上1次的模式迅速偏离,在短时间内,类似性完全消失了。进一步的计算表明,输入的细微差异可能很快成为输出的巨大差别。

罗伦兹最初使用的是『海鸥效应』来形容这类现象,但在1979年于的的演讲上却问道:『1只胡蝶在巴西扇动翅膀会在得克萨斯引发龙卷风吗?』『胡蝶效应』因此得名。

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