㈠ 非线性混沌实验中倍周期分岔,混沌和奇怪吸引子的物理意义
首先我不是老师来。这学期源正在学非线性,但也是刚学,只是一点儿初步的理解。
倍周期分叉:是一种规则-随机-规则-随机……的物理体现,怎么说呢,是一种分形结构。这本来是纯数学的东西,从物理上理解就是随即与规则的竞争,稳定与不稳定的竞争。
奇怪吸引子可能是不稳定平很点吧。
混沌好像比较好理解,从物理上讲就是一种非洲期的运动。从数学上将就是迭代可以无止境下去
中国研究非线性的老师好像不多……我们学校的物理系可能是国内非常好的了,可交我们非线性的本行业不是这个,而且这门课还是选修……
㈡ 什么是混沌学 什么是蝴蝶效应
蝴蝶效应(Butterfly Effect)是指在一个动力系统中,初始条件下微小的变化能带动整个系统的长期的巨大的连锁反应。这是一种混沌现象。
美国气象学家爱德华·罗伦兹(EdwardLorenz)1963年在一篇提交纽约科学院的论文中分析了这个效应。“一个气象学家提及,如果这个理论被证明正确,一个海鸥扇动翅膀足以永远改变天气变化。”在以后的演讲和论文中他用了更加有诗意的蝴蝶。对于这个效应最常见的阐述是:“一个蝴蝶在巴西轻拍翅膀,可以导致一个月后德克萨斯州的一场龙卷风。”
这句话的来源,是由于这位气象学家制作了一个电脑程序,可以模拟气候的变化,并用图像来表示。最后他发现,图像是混沌的,而且十分像一只蝴蝶张开的双翅,因而他形象的将这一图形以“蝴蝶扇动翅膀”的方式进行阐释,于是便有了上述的说法。
蝴蝶效应通常用于天气,股票市场等在一定时段难于预测的比较复杂的系统中。此效应说明,事物发展的结果,对初始条件具有极为敏感的依赖性,初始条件的极小偏差,将会引起结果的极大差异。
蝴蝶效应在社会学界用来说明:一个坏的微小的机制,如果不加以及时地引导、调节,会给社会带来非常大的危害,戏称为“龙卷风”或“风暴”;一个好的微小的机制,只要正确指引,经过一段时间的努力,将会产生轰动效应,或称为“革命”。
蝴蝶效应在混沌学中也常出现。又被称作非线性。
㈢ 混沌经济学的介绍
混沌经济学(chaotic economics),也称为chaotic economics(nonlinear economics),是20世纪80年代兴起的一门新兴的学科,是指应用非线性混沌理论解释现实经济现象,在经济建模中充分考虑经济活动的非线性相互作用,在模型的分析上充分利用非线性动力学的分叉、分形和混沌等理论与方法
㈣ 自组织,非线性科学混沌理论的内涵是什么
在这里很难得的看到一个比较有水准的问题,我细心回答一下。
说起自组织定律的内涵,应该结合热力学第二定律来说。因为这两个定律根本就是相反的两个定律。要想了解,先说基础,以下纯属原创(定义除外,不是我研究的),我慢慢打字,您细细看。
先说热力学第二定律,热力学第二定律是一个悲哀的定律,它宣告了宇宙最后的命运,宣告了人类最终的结局。
热力学第二定律最基本的表述是热量会从温度高的地方传向温度低的地方,从物体温度高的一端,传向温度低的一端。
克劳修斯表述是热不可能自发的从温度低的地方传递到温度高的地方而不引起其他改变。
下边是比较枯燥的表述:在孤立系统内对可逆过程,系统的熵总保持不变;对不可逆过程,系统的熵总是增加的。这个规律叫做熵增加原理。
熵的增加表示系统从几率小的状态向几率大的状态演变,也就是从比较有规则、有秩序的状态向更无规则,更无秩序的状态演变。
举个例子,虽然发电是一个由热能转化成电能的过程,但实际对热能的利用率是很低的,而且这些热能转化成的电能最后被消耗,还是变为热能,而且这个消耗的过程比不发电更快。燃烧之前,对于物质,例如煤,是一种有秩序的状态,但慢慢会氧化,慢慢会变为二氧化碳,也就是从有序到无序。而发电本身因为对煤的燃烧,对于整个系统,也就是地球或者宇宙来说,反而加快了从有序到无序的过程。
不过热力学第二定律在有限的宏观系统中要保证该系统是线性的。
下边说自组织定律,我的理解中,自组中定律是与热力学第二定律相反的一个定律。例如有机物的产生,生物体的产生。这是一个从无序到有序的状态,看似与热力学第二定律是相违背的。但它却没有考虑热力学第二定律适用的条件,就是系统必须是线性的。恰恰相反,自组织定律考虑的只是局部,是一个非线性的系统。在实质上并不违背热力学第二定律。
至于你问的混沌理论,我不太明白你的意思,不过我想你看了我上边写的应该会包含你想问的混沌理论的内容吧。
有什么不明白的还可以继续问我,希望可以帮你。
㈤ 产生混沌的根源是什么是否所有的非线性
非线抄性科学中的混沌现象指的是袭一种确定的但不可预测的运动状态。
它的外在表现和纯粹的随机运动很相似,即都不可预测。但和随机运动不同的是,混沌运动在动力学上是确定的,它的不可预测性是来源于运动的不稳定性。或者说混沌系统对无限小的初值变动和微绕也具于敏感性,无论多小的扰动在长时间以后,也会使系统彻底偏离原来的演化方向。
混沌现象是自然界中的普遍现象,天气变化就是一个典型的混沌运动。混沌现象的一个著名表述就是蝴蝶效应:南美洲一只蝴蝶扇一扇翅膀,就会在佛罗里达引起一场飓风(这只是表述,不是真正发生的)。
混沌系统具有三个关键要素:一是对初始条件的敏感依赖性;二是临界水平,这里是非线性事件的发生点;三是分形维,它表明有序和无序的统一。混沌系统经常是自反馈系统,出来的东西会回去经过变换再出来,循环往复,没完没了,任何初始值的微小差别都会按指数放大,因此导致系统内在地不可长期预测。
不是所有的非线性都产生混沌。
如函数f(x)=x^0.5,这是非线性的,但不产生混沌。
㈥ 一类非线性系统混沌运动的反馈控制设计的仿真程序,用MATLAB实现的
我肯定知道更多,
反馈,控制
㈦ 怎么理解科学术语中的混沌这一概念
混沌(chaos)是指确定性动力学系统因对初值敏感而表现出的不可预测的、类似随机性的运动。又称浑沌。英语词Chaos源于希腊语,原始 含义是宇宙初开之前的景象,基本含义主要指混乱、无序的状态。作为科学术语,混沌一词特指一种运动形态。动力学系统的确定性是一个数学概念,指系统在任一时刻的状态被初始状态所决定。虽然根据运动的初始状态数据和运动规律能推算出任一未来时刻的运动状态,但由于初始数据的测定不可能完全精确,预测的结果必然出现误差,甚至不可预测。运动的可预测性是一个物理概念。一个运动即使是确定性的,也仍可为不可预测的,二者并不矛盾。
牛顿力学的成功,特别是它在预言海王星上的成功,在一定程度上产生误解,把确定性和可预测性等同起来,以为确定性运动一定是可预测的。20世纪70年代后的研究表明,大量非线性系统中尽管系统是确定性的,却普遍存在着对运动状态初始值极为敏感、貌似随机的不可预测的运动状态——混沌运动。混沌是指现实世界中存在的一种貌似无规律的复杂运动形态。共同特征是原来遵循简单物理规律的有序运动形态,在某种条件下突然偏离预期的规律性而变成了无序的形态。混沌可在相当广泛的一些确定性动力学系统中发生。混沌在统计特性上类似于随机过程,被认为是确定性系统中的一种内禀随机性。
㈧ 有没有混沌学的专业
目前国内外还都没有混沌学这个专业。
混沌学(英文:Chaos)在科学上,如果一个系统的演变过程对初态非常敏感,人们就称它为混沌系统。研究混沌运动的一门新学科,叫作混沌学。混沌学发现,出现混沌运动这种奇特现象,是由系统内部的非线性因素引起的。
1972年12月29日,美国麻省理工学院教授、混沌学开创人之一E.N.洛伦兹在美国科学发展学会第139次会议上发表了题为《蝴蝶效应》的论文,提出一个貌似荒谬的论断:在巴西一只蝴蝶翅膀的拍打能在美国得克萨斯州产生一个龙卷风,并由此提出了天气的不可准确预报性。时至今日,这一论断仍为人津津乐道,更重要的是,它激发了人们对混沌学的浓厚兴趣。今天,伴随计算机等技术的飞速进步,混沌学已发展成为一门影响深远、发展迅速的前沿科学。
一般地,如果一个接近实际而没有内在随机性的模型仍然具有貌似随机的行为,就可以称这个真实物理系统是混沌的。一个随时间确定性变化或具有微弱随机性的变化系统,称为动力系统,它的状态可由一个或几个变量数值确定。而一些动力系统中,两个几乎完全一致的状态经过充分长时间后会变得毫无一致,恰如从长序列中随机选取的两个状态那样,这种系统被称为敏感地依赖于初始条件。而对初始条件的敏感的依赖性也可作为一个混沌的定义。
与我们通常研究的线性科学不同,混沌学研究的是一种非线性科学,而非线性科学研究似乎总是把人们对“ 正常”事物“正常”现象的认识转向对“反常”事物“反常”现象的探索。例如,孤波不是周期性振荡的规则传播;“多媒体”技术对信息贮存、压缩、传播、转换和控制过程中遇到大量的“非常规”现象产生所采用的“非常规”的新方法;混沌打破了确定性方程由初始条件严格确定系统未来运动的“常规”,出现所谓各种“奇异吸引子”现象等。
混沌来自于非线性动力系统,而动力系统又描述的是任意随时间发展变化的过程,并且这样的系统产生于生活的各个方面。举个例子,生态学家对某物种的长期性态感兴趣,给定一些观察到的或实验得到的变量(如捕食者个数、气候的恶劣性、食物的可获性等等),建立数学模型来描述群体的增减。如果用 Pn表示n代后该物种极限数目的百分比,则著名的“罗杰斯蒂映射”:Pn+1=kP(1-Pn)(k是依赖于生态条件的常数)可以用于在给定Po,k条件下,预报群体数的长期性态。如果将常数k处理成可变的参数k,则当k值增大到一定值后, “罗杰斯蒂映射”所构成的动力系统就进入混沌状态。最常见的气象模型是巨型动力系统的一个例子:温度、气压、风向、速度以及降雨量都是这个系统中随时间变化的变量。洛伦兹(E.N.Lorenz)教授于1963年《大气科学》杂志上发表了“决定性的非周期流”一文,阐述了在气候不能精确重演与长期天气预报者无能为力之间必然存在着一种联系,这就是非周期性与不可预见性之间的关系。洛伦兹在计算机上用他所建立的微分方程模拟气候变化的时候,偶然发现输入的初始条件的极细微的差别,可以引起模拟结果的巨大变化。洛伦兹打了个比喻,即我们在文首提到的关于在南半球巴西某地一只蝴蝶的翅膀的偶然扇动所引起的微小气流,几星期后可能变成席卷北半球美国德克萨斯州的一场龙卷风,这就是天气的 “蝴蝶效应”。
混沌学的另一个重要特点是,他致力于研究定型的变化,而非日常我们做熟悉的定量。这是由它的成立的目的——解决复杂的,多因素替换成为引起变化的主导因素的系统而决定的。它的基本观点是积累效应和度,即事物总处在平衡状态下的观点。它是与哲学一样,适用面最广的科学。
㈨ 什么是混沌理论
什么是混沌理论?
混沌理论(Chaos theory) 的主导思想是,宇宙本身处于混沌状态,在其中某一部分中似乎并无关联的事件间的冲突,会给宇宙的另一部分造成不可预测的后果。
这意味着,系统具有放大作用。一个微小的运动经过系统的放大,最终影响会远远超过该运动的本身。
混沌理论是对不规则而又无法预测的现象及其过程的分析。一个混沌过程是一个确定性过程,但它看起来是无序的、随机的。像许多其他知识一样,混沌和混沌行为的研究产生于数学和纯科学领域,之后被经济学和金融学引用。在这些领域里,由于人们想知道在某些自然现象背后是否存在着尚未被认识的规律,因而激发了人们对于混沌的研究。科学家已经注意到了某些现象,例如行星运动,是有稳定规律的,但其他的,比如像天气之类,则是反复无常的。因此,关键问题在于天气现象是否是随机的。曾经一度被认为是随机的后来又被证实是混沌的,这个问题激发了人们探索真理的热情。如果一个变量或一个过程的演进、或时间路径看似随机的,而事实上是确定的,那么这个变量或时间路径就表现出混沌行为。这个时间路径是由一个确定的非线性方程生成的。
混沌理论有以下几个特性:(1)随机性;(2)敏感性;(3)普适性;(4)分维性;(5)标度律。
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