60分钟带你了解《神秘的混沌理论》

尔启看育儿 2023-09-29 13:57:00

用60分钟带你了解混沌理论,清晰好懂,小学生都明白

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共一集,59分钟,周末抽一小时,搞懂混沌理论。

纪录片记录还是很精良的,脉路也很清晰,大体上可分为3部分。

第一部分,主要讲图灵和贝洛索夫的贡献。

大自然看起来是复杂和混乱的,可自然生物也在一些地方符合数学规律,比如叶片和花朵的排列都符合斐波那契数列。

图灵这位天才,伟大的数学家,就想用数学去解释生命。

他算出一个公式,这个公式很简单。但根据这个简单公式,自然中的许多生命都会自组织成复杂多变的形态,就比如动物身上的花纹。

只不过图灵英年早逝,没有在这方面往前一步。

后来前苏联科学家贝洛索夫在实验中也发现了自组织现象,只是这个实验不被肯定,贝洛索夫不得不在愤懑中停止了研究。

然而,他们为混沌理论奠定的基础、做出的贡献,在几十年后被重视,被反复提及。

有些人,就是超越时代的。

第二部分讲混沌现象被正视

上世纪末有段时间,人类特别自大:

觉得窥视了宇宙的所有规律——我们能把卫星送上天,能到月球上,所有宇宙存在都符合数学。不符合,肯定是系统被外来因素干扰了。生物可以自组织,是非常荒谬的言论。

然而,大自然的混沌现象是生活常态,很多东西是不可预测的,越来越多清醒的科学家意识到此。

于是,在上世纪70年代,混沌理论逐步被接纳。

第三部分讲混沌理论的发展

当科学家正视混沌,开始去研究混沌,大神伯努瓦·曼德勃罗登场了,他从小就天赋异禀,能够注意到我们注意不到的细节。

他发现云朵、树、河流、海岸等都有自相似性,它们总在更小的尺度上重复自己,这就是分形——由曼德勃罗命名的新的数学名字。

他对分形的描述尽一个数学公式中,从这个公式我们可以看出,生物的每次输出都变成了下次输入的反馈。

也就是说生物可以自反馈,它们遵循的原则很简单,但是简单的事物通过自我反馈变得很复杂。

就像鸟群里每一只鸟的动作都很简单,可是每只鸟的动作都会影响其他鸟的动作,这些反馈叠加在一起,让鸟群看起来庞大复杂。

每棵树也很简单,但每棵树都会在更小的尺度上复制自己的形态,于是有了复杂的分形。

这个反馈过程不能复制,因为环境在变,不同环境作用下,生物自组织的反馈过程不同。

从这个意义上来说,生物受到环境制约,它们的自我反馈又符合进化论,现在我们可以在电脑上模拟这一过程,见证这一过程。

至此,混沌理论揭开神秘面纱,我们虽然不能预测混沌系统的走向,但我们知道它遵循的规则是简单的,而且在某些部分也是有序的,但整体上趋于混沌,这也是世界的本态。

是不是很有趣?并没有多么复杂的数学在里面,孩子也能看懂的纪录片,很涨知识。

好,我的分享就到这里,觉得有用别忘了点赞收藏。#纪录片#

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尔启看育儿

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