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美国气象学家、蝴蝶效应的发现者爱德华·诺顿·罗伦兹逝世

企鹅圆滚滚 2016-01-27
  ​爱德华·诺顿·罗伦兹

爱德华·诺顿·罗伦兹
  2008年4月16日,美国数学与气象学家、蝴蝶效应的发现者爱德华·诺顿·罗伦兹逝世,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,混沌理论之父,蝴蝶效应的发现者。他说过一句很出名的话: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。
  主要经历
  1917年5月23日罗伦兹出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,并获得数学专业学位。
  第二次世界大战期间,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“混沌理论”(ChaosTheory)。
  1967年出版的《大气环流的性质和理论》一书中,罗伦兹精辟地阐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“蝴蝶效应”(ButterflyEffect)。
  1973年获西蒙斯纪念金奖。
  1975年他成为美国国家科学院院士。
  1983年获得瑞典皇家科学院颁发的克拉福德奖(CrafoordPrize),这一奖项主要授予研究领域不在诺贝尔奖授奖范围内,而确有突出成就的科学家。
  1987年退休。1991年罗伦兹获得地球和星体学方面的基础科学“京都奖”(KyotoPrize),评委会称他的混沌理论“继牛顿之后,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,他们留有一子两女。
  2008年4月16日因为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试验》等。
  主要成就
  ▲混沌理论
  1963年罗伦兹提出了“混沌理论”,这一理论拥有巨大的影响力,其主要精神是,在混沌系统中,初始条件的微小变化,可能造成后续长期而巨大的连锁反应。此理论最为人所知的论述之一是“蝴蝶效应”:“一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀,会使更多蝴蝶跟着一起振翅,最后将有数千只的蝴蝶都跟着那只蝴蝶一同挥动翅膀,结果可以导致一个月后在美国德州发生一场龙卷风。”
  混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获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。
  混沌理论认为在混沌系统中,初始条件十分微小的变化,经过不断放大,对其未来状态会造成极其巨大的差别。
  混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无法用单一的数据关系,而必须用整体,连续的数据关系才能加以解释及预测之行为。
  “一切事物的原始状态,都是一堆看似毫不关联的碎片,但是这种混沌状态结束后,这些无机的碎片会有机地汇集成一个整体”
  ▲蝴蝶效应
  “蝴蝶效应”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而巨大的连锁反应。这是一种混沌现象,“一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀,会使更多蝴蝶跟著一起振翅。最后将有数千只的蝴蝶都跟著那只蝴蝶一同挥动翅膀,其所产生的飓风可以导致一个月后在美国得州发生一场龙卷风。”
  在《混沌学传奇》等书中皆有这样的描述:“1961年冬季的一天,罗伦兹在计算机上进行关于天气预报的计算。为了考察一个很长的序列,他走了一条捷径,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。一小时后他回来时,发生了出乎意料的事,他发现天气变化同上一次的模式迅速偏离,在短时间内,相似性完全消失了。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”来形容这种现象,但在1979年于的的演讲上却问道:“一只蝴蝶在巴西扇动翅膀会在得克萨斯引起龙卷风吗?”“蝴蝶效应”因此得名。

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