
决定性混沌;命定混沌(等于chaos)
In the 1990s, it emerged that the brain generates random noise, and hence cannot be described by deterministic chaos.
19世纪90年代,出现说大脑会产生随机的噪音,然后又不能用确定性混沌理论描述。
A short-term prediction method developed on the basis of the deterministic chaos theory is used to predict the time series of pressure fluctuations in a gas-liquid bubble column with a single orifice.
应用混沌预测方法,对气液两相单孔鼓泡系统的压力波动时间序列进行了短期预测。
The world is nonlinear, linearity is oly its approximate description. The discovery of chaos has showed that some deterministic nonlinear systems exhibit inner random behavior.
世界是非线性的,线性只是其近似描述,混沌的发现表明:某些确定性非线性系统具有内在的随机行为。
Chaos is looked as the solution with internal stochastic property in the nonlinear deterministic systems.
混沌看作是确定性的非线性系统出现的具有内在随机性的解。
Chaos Theory is the qualitative study of unstable aperiodic behaviour in deterministic non-linear dynamical systems.
在确定性的非线性动态系统中,混沌理论是针对不稳定的非周期行为的量性研究。
确定性混沌(Deterministic Chaos)指由完全确定的数学规则或物理定律描述的系统,却表现出看似随机、不可预测的长期行为。其核心矛盾在于:系统本身无随机因素,但初值的微小差异会导致结果指数级发散,使得长期预测在实践上不可能。以下是关键特征与解释:
确定性(Deterministic)
系统演化由精确的微分方程、迭代规则等数学公式定义(如洛伦兹方程、逻辑斯蒂映射),不含任何随机变量。理论上,给定完全相同的初始条件,系统行为可完全复现。
混沌(Chaos)
尽管规则确定,系统却呈现:
李雅普诺夫指数(Lyapunov Exponent)
量化初值敏感性。若存在正指数($lambda > 0$),则相邻轨迹指数分离,标志混沌存在。计算公式为:
$$ lambda = lim_{t to infty} frac{1}{t} ln left| frac{delta(t)}{delta(0)} right| $$ 其中 $delta(t)$ 为初始偏差 $delta(0)$ 经时间 $t$ 后的演化值。
分形维数(Fractal Dimension)
混沌吸引子的维度通常为非整数(如洛伦兹吸引子维数≈2.06),揭示其自相似性与无限复杂结构。
气象系统(洛伦兹模型)
爱德华·洛伦兹1963年简化大气对流方程,发现确定性混沌,揭示长期天气预报的极限:
$$ begin{cases} frac{dx}{dt} = sigma (y - x) frac{dy}{dt} = x(rho - z) - y frac{dz}{dt} = xy - beta z end{cases} $$ 参数 $sigma=10, rho=28, beta=8/3$ 时系统混沌。
三体问题
三个天体在引力作用下的运动无法解析求解,微小初值变动可导致轨道从稳定变为逃逸。
特征 | 确定性混沌 | 随机系统 |
---|---|---|
规则 | 固定数学方程 | 含概率性因素(如噪声) |
可重现性 | 初值严格相同时结果唯一 | 相同条件也可能输出不同 |
长期预测 | 理论上可能,实践中不可行 | 本质不可预测 |
权威参考来源:
Deterministic Chaos(决定性混沌) 是一种数学和物理学术语,指在确定性系统中出现的看似随机、不可预测的复杂行为。以下是详细解释:
如需进一步了解,可参考混沌理论经典著作《混沌学引论》(Deterministic Chaos: An Introduction)。
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