本文参加百家号科学#了不起的自然气象#系列征文。古时候，披荆斩棘、茹毛饮血的祖先们最害怕的就是悬在头顶的多变天气，狂暴的飓风、疯狂的骤雨、怖人的闪电、彻耳的雷鸣、枯裂的干旱、刺骨的冰寒，直接威胁着远古祖先的生命。为此，祖先们创造出神明，高居在天空之上，掌管着天气变幻，而祖先通过祭拜神明来保佑风调雨顺，一年平安。这种蒙昧式的发展伴随着人类的发展，即使在近代仍然存在着影子，闻名全国的北京天坛，就是清代皇帝用来祈求风调雨顺的地方。直到20世纪，少数科学家通过探索大气、海洋湍流、野生动物种群数的涨落以及心脏与大脑的振动等自然现象，开始找到了无序的门径——混沌学。混沌一词，英语和希腊文的拼写都是“chaos”，指在一切事物产生前的无序状态。《易乾凿度》上讲：“气似质具而未相离，谓之混沌”;《旧约》开卷第一句话便是“起初神创造天地。地是虚空混沌，渊面黑暗；神的灵行在水面上”，因此以混沌命名的混沌学自然也不可小觑。一般科学家将混沌理解为一种确定系统中出现的无规则运动，比如今天早上天气乌云密布，蜻蜓低飞，空气也闷热潮湿，种种迹象表明不久就会有一场大雨，于是你带了一把伞出门，但当你步行上班时，却惊讶的发现不知为何突然生出了一阵大风，吹散了乌云，在太阳照射下，闷热的空气也变得干爽，蜻蜓突然也不低飞了，你携带的雨伞也没有了用武之地，本是板上钉钉的雨天就这样被一股妖风给吹没了。这种原本确定的征兆却导出了不确定的结果，就是混沌，而混沌学要揭示的则是这貌似随机的现象背后隐藏的简单规律。混沌学的发现缘于人类对世界的一次错误理解，人类认为，存在着这样一个全知的小妖——拉普拉斯妖，它知道世界上一切粒子的初始状态，并且知道一个能解开世界上一切运动规律的方程，通过这两项，拉普拉斯妖就能推断出世界的一切发展走向，从而获得全知的状态。但混沌理论却狠狠地打了拉普拉斯妖一巴掌。年，美国气象学家洛伦兹根据牛顿定律建立了温度压强、压强和风速之间的非线性方程并进行计算机模拟实验，因嫌那些参数小数点后面的位数太多，输入时很烦琐，便舍去了几位，尽管舍去部分微不足道，可是结果却让人匪夷所思：该气象模型竟与没有舍去几位小数所得的气象模型大相径庭，变的完全不同。这一现象大大出乎了气象学家洛伦兹的预料，因为在他的认知中，方程的解应该和拉普拉斯妖的存在一样是确定的，即使是微小的数值变化也不应该出现如此大的偏差。为了验证这个现象，洛伦兹进行了多次重复计算，但结果仍然与没有舍去几位小数得到的气象模型完全不同，这种现象动摇了洛伦兹认知中的确定的方程会得到确定解的印象，并促使洛伦兹立刻向外界发布这一发现。但遗憾的是，外界对于洛伦兹的发现反响并不热烈，直到年，在洛伦兹观点的启发下，李天岩和约克教授发表了一篇《周期3意味着混沌》,这篇文章中，他们正式提出了混沌一词，并由著名生态学家梅(May)的宣传，“Chaos”一词才慢慢为广大学者所认识，后经过费根鲍姆、曼德尔布罗特等科学家对混沌数学模型的研究，才真正让混沌理论的研究在上世纪80年代后成为了热点。如今，混沌理论的应用已经渗透到了人们生活的方方面面，其中耳熟能详的“混沌蝴蝶”故事，澳大利亚的一只蝴蝶偶然扇动翅膀所带来的微小气流，几周后可能席卷北美佛罗里达洲的一场龙卷风，就是混沌学中混沌效应给我们的启示。不过相对于普通人，而其中影响最大的还要属那些天气预报工作者了，尖端科技设备和探测手段已经能够让天气预报工作者们很精准的预测出天气的走向，但不幸的是，由于混沌效应，他们永远无法百分之百准确地预测天气。沙尘暴、龙卷风、暴雨、洪涝等灾害，依然会突如其来的降临。正是由于这个原因，即使天气预报预测阳光明媚的日子，出门带伞也不失明智之举，也由于这个原因，即使是再苦难的人生，在混沌之手的操纵下，也会遇到属于自己的辉煌时刻。
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