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亚马孙雨林的一只蝴蝶振动两下翅膀,会引发美国得克萨斯州的一场龙卷风?1963年美国的气象学家洛伦兹提出了一个名词,将类似“蝴蝶引起龙卷风”的现象称为“蝴蝶效应”,用来比喻初始条件的一些小偏差会带来结果的巨大改变,其他如马蹄铁掌上丢失了一个钉子,会让一个国家走向灭亡;秋天一片飘落的桑叶,会点燃七国混战的战火等等,都是“蝴蝶效应”的例子。

那么“蝴蝶效应”是否真的存在呢?

气象中的“蝴蝶效应”

如果你是一个较真的人,你一定会想,洛伦兹是个异想天开的疯子吧,一只小小的蝴蝶扇一下翅膀而已,怎么可能引起龙卷风?要是龙卷风真会发生,那世界上那么多只蝴蝶,岂不全世界天天都在刮龙卷风?除了蝴蝶,还有很多飞蛾、麻雀呢,它们也天天扇翅膀,人类不是早就完了?

“蝴蝶效应”是否真的存在?

假如你真的这么想,这不能说你是错的,毕竟龙卷风、台风一年发生那么多次,可从来没有一个气象学家出来解释说成因是蝴蝶扇动翅膀啊。不过,其实“蝴蝶效应”中的“蝴蝶”大多数时候并不是指蝴蝶本身。

洛伦茨首次在报纸上提到这个理论,原文中其实讲的是海鸥的翅膀会引起龙卷风,他认为小规模的气流变化可以永远改变天气,比如飞机气流或者海鸥扇动翅膀的气流。当然,像这样小的气流之后的走向我们难以去检测,但是小气流汇入大气流,大气流最终改变气候的状况确实在发生,沃克环流与厄尔尼诺现象的关系正是如此。

厄尔尼诺现象是一种全球性的异常气候现象,它会造成一些地区干旱而另一些地区又过涝的结果,比如2018年我国的暖冬、2019年南方地区的水灾等都受到了厄尔尼诺现象的影响。而这样一种全球性的气候现象,起因却只是太平洋上的一股风。

东、西太平洋的水温高低不同,东太平洋受寒流和赤道信风(这股风受地球自转偏向力的影响,每年都会自两极吹向太平洋的东方,使太平洋洋面水温下降)的影响水温低、近海面的气压高,相较之下西太平洋水温高、气压低,正常情况下风会从东太平洋吹向西太平洋,我们把这股风按发现者的名字命名为沃克环流。

沃克环流将给太平洋西部带来丰沛的水汽,使太平洋两岸气候保持正常的干湿变化。但是当沃克环流受种种因素影响减弱时,比如赤道信风减弱,太平洋洋面水温不再下降,而东太平洋的水温会升高,东部洋面就会产生温暖湿润的上升气流,削弱沃克环流,沃克环流所携带的水汽就无法带到西岸,太平洋的东部区域将变得更加潮湿多雨,而西部会发生大面积的干旱,就会发生我们所说的厄尔尼诺现象。

你看,像厄尔尼诺这样最终会影响全球的“庞大家伙”,它不也是由东南信风、沃克环流这样不起眼的“小家伙”所引起的吗?

物理中的“蝴蝶效应”

我们常常幻想自己如果拥有一台动画片《哆啦A梦》中的时光机,就可以回到过去弥补遗憾,但回到过去改变过去真的好吗?电影《蝴蝶效应》的男主角埃文就陷入了这样的死循环:他对现状不满,于是自己一次次回到过去,单单只改变了一件他认为错误的事情,但是未来却没有变得更好。埃文女友幼年遭受父亲虐待,成年后受不了压力自杀了,于是他回到女友幼年,用雷管威胁女友父亲,结果女友拿起雷管被炸死;埃文朋友目睹女友弟弟烧死小狗,结果精神失常,他鼓励朋友反抗女友弟弟,结果朋友失手杀死弟弟……

在影片中埃文自己回到并改变了过去,但是实际上,我们到底能不能改变过去呢?

在量子物理学里,有个名词叫做“量子蝴蝶效应”,我们可以设计一个与外界隔离并高度可控的实验系统,在这个系统里,实验是可以完美重复的,但是如果重复前做一个微小的改变,比如改变一个原子的位置,那么最终实验结果将与开始时完全不同,还处于科学家的设想阶段的虫洞时光机就是这样一个微小改变就影响全局的系统。

“蝴蝶效应”是否真的存在?

我们知道,现在看到的每一缕阳光,其实是8分钟前太阳发射出来的,我们看到的是“过去8分钟”的太阳光,那如果我们能去到距离地球几百光年远的星球,再回望地球,看到的是不是几百年以前的人和事了呢?但是显然,即使这种想法能实现,我们看到的也不是过去,而是现在,因为在我们去往几百光年远的时候,即使以光速前进,也需要几百年的时间,现在也成为了几百年以前的过去。只有缩短我们去往几百光年外所需的时间,才能达到看到过去的目的。

于是“虫洞时光机”理论应运而生。广义相对论表明,大质量的物体,如太阳或黑洞会扭曲空间和时间,也就是说时间和空间可以像卷成纸筒一样折叠起来,时空的这一端和另一端甚至会重叠。如果我们穿越黑洞,那么几百光年的距离也只是一瞬间,这就不影响我们看到过去了。

但是,众所周知,黑洞具有递增的引力,如果我们试图穿越它,在进入黑洞之前可能已被撕成碎片,而“虫洞”不是,在科学家的想象中,虫洞具有扭曲时空的引力,但是它的引力不会增强,穿越虫洞时可以不被撕裂。

但是虫洞真的存在吗?

不同的科学家对虫洞有不同的理解,霍金认为宇宙中存在无数的微小的虫洞,而且处在不断消失和形成过程中;有科学家认为虫洞是黑洞和白洞之间的通道;还有的认为虫洞连接着遥远的恒星,美国物理学家基普·索恩还计算出了人类建造一个虫洞时光机需要多少能量。

但是不管科学家们对虫洞有多少不同的设想,他们都坚持一点:虫洞的存在需要大量的能量维持,为了维持一个半径为一千米的虫洞,所需要能量的物质质量相当于整个太阳系的质量。与此同时,虫洞又是非常脆弱的,即使很小的扰动(包括你尝试穿过它的扰动)都会导致它坍塌。

这样看来,即使真的发现或造出虫洞,想通过虫洞回到过去,都是几乎不可能完成的任务,更何况还要改变过去呢?一点微小的改变都会使你的时空旅行有去无回。

生活中的“蝴蝶效应”

好吧,你可能会说就算“蝴蝶效应”确实存在吧,但是厄尔尼诺现象和虫洞时光机却好像跟你关系并不大啊,就算它们受到蝴蝶效应的影响,你也无法改变什么,那为什么还要学习“蝴蝶效应”呢?

先看一下本文开头提到的飘落桑叶的故事吧。这个故事的名字叫“卑梁之衅”,发生在春秋时代。当时吴国与楚国的边境是“卑梁”与“钟离”两个小城,两城距离很近,吴、楚两国的少女,经常一起嬉戏与采集桑叶。一次吴楚两个少女为了一片桑叶吵架,楚国的少女受伤了,楚国家长跑去理论,结果打死了吴国少女的家长。

卑梁城的吴国人,为了报仇,杀了楚国钟离城少女全家,接着楚国人屠了吴国全村,吴王余昧又派兵攻打楚国钟离城,进行屠杀报复。吴楚两国就这样你打我我攻你,结为世仇。

“蝴蝶效应”是否真的存在?

故事还没完,吴王余昧的儿子王僚继位之后,又集结了10万大军去讨伐楚国,楚平王则联合顿、胡、陈、沈、蔡、许六个国家组成联军抗击吴国,后来吴国取得了最终的胜利,而楚国从此一蹶不振。

这个故事可以总结为“一片桑叶引起的战争”,当然我们知道,战争最终能打起来,为的是利益,但是导火索或者说战争的借口确实是一片桑叶啊。在这场因桑叶而起的纷争中,每个参与者都寸步不让,最终酿成大祸,这不是“蝴蝶效应”最残酷的例子吗?

我们日常生活中的“蝴蝶”不至于会引起战争,但是它的影响也不容小觑:河北省的王传民12岁因一点小事与父亲赌气离家出走,没想到与家人从此分离长达29年;安徽省的周安员老师因为调解学生之间的争吵,无意与学生发生肢体冲突,结果被学生家长逼迫至跳江自杀……

每一个悲剧的起因大多数时候都只是一只小小的“蝴蝶”,而使你的生活变得更好或更差的并不是这些“蝴蝶”,是你的处事态度,遇到事情时你如何去解读,如何去应对。我们学习“蝴蝶效应”,不仅要理解,一个小雪团有越滚越大最终压跨一座房屋的可能,更是要学会,如何在小雪团没有发展壮大时,用自己的智慧去化解它。

原文链接:http://www.toutiao.com/a6855809431654007303

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