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混沌理論,是近二十年才興起的科學革命,它與相對論與量子力學同被列為二十世紀的最偉大發現和科學傳世之作。量子力學質疑微觀世界的物理因果律,而混沌理論則緊接著否定了包括巨觀世界拉普拉斯﹙Laplace﹚式的決定型因果律。
長久以來,世界各地的物理學家都在探求自然的秩序,但對無秩序如大氣、騷動的海洋、野生動物數目的突兀增減及心臟跳動和腦部的變化,卻都顯得相當的無知。但是在七O年代,美國與歐洲有少數科學家開始穿越混亂去打開一條出路。包括物學家、物理學家及化學家等等,所有的人都在找尋各種俯拾皆是的混沌現象──裊繞上昇的香菸煙束爆裂成狂亂的煙渦、風中來回擺動的旗幟、水龍頭由穩定的滴漏變成零亂、複雜不定的天氣變化與大崩盤的全球股市──的規則與一些簡單模式中所隱藏令人驚訝的複雜行為。
十年之後,混沌已經變成一項代表重塑科學體系的狂飆運動,四處充斥為著混沌理論而舉行的會議和印行的期刊。它跨越了不同科學學門的界線,因為它是各種系統的宏觀共相,它將天南地北各學門的思想家聚集一堂。年輕的科學家相信他們正面臨物理學改朝換代的序幕。他們覺得物理學這行已經被高能粒子和量子力學這些華麗而抽象的名詞主宰得夠久,直到混沌革命──可以連接微觀和宏觀上百萬物體集體行為之間的深深鴻溝的新起科學──開始時,頂尖物理學家才發現自己心安理得地回歸到屬於人類尺度的某些現象。
混沌理論的近代研究,逐漸領悟到自己正抗拒科學走向化約主義的趨勢。相當簡單的數學方程式可以形容像天氣或瀑布一樣粗暴難料的系統,只要在開頭輸入小差異,很快就會造成南轅北轍的結果,這個現象被稱為「對初始條件的敏感依賴」。例如蝴蝶效應──今天北京一隻蝴蝶展翅翩翩對空氣造成擾動,可能導致下個月紐約的大風暴──使得科學家始終無法模擬天氣這個複雜系統,更不用說去精確地預測天氣。
許多學科中,都背負著牛頓式決定論的擔子。就像一位理論學家這麼教他的學生:「西方科學的基本理念就是如此:如果你正計算地球檯面上的一顆撞球,你就不必去理會另一座銀河系統其星球上樹葉的掉落。很輕微的影響可以忽略,任意小的干擾,並不會膨脹到任意大的後果。」又說:「通常無解的非線性系統應被排除在科學研究之外。」但混沌理論根本駁斥這二種說法。
非線性因素──意指玩遊戲的過程倒過來改變遊戲的規則──支配著絕大多數物理現象。一方面,物理學家不該因著它難以計算而逃避它,在另一方面,它不容許我們忽略任何變因,無論來自於遙遠的震動或是實驗者本身──這點告訴我們,觀察者始終無法與觀察對象作分離或各別考慮,儘管「我們所有的努力,就是要使自己置身例外」。在這種情況下,我們必須放棄對事件發展的決定論式之天真預測。混沌理論亦難自外於非決定論的趨勢,粉碎了唯物論者的夢想:欲以簡潔、化約的方程式來描述自然界。
http://life.fhl.net/exchange/epistemology/page6.htm
什麼是混沌理論