1.什么是蝴蝶效应?这一现象是如何形成的?又是如何影响世界的?

2.什么是蝴蝶效应

3.蝴蝶效应是甚麼?

4.蝴蝶效应是什么_教学系统中的“蝴蝶效应”研究

5.蝴蝶效应是什么?

6.蝴蝶效应是什么意思?这个说法出自哪里?

7.一只蝴蝶在巴西扇动翅膀,就有可能在美国的德克萨斯引起一场龙卷风.是真的吗?有依据吗?

什么是蝴蝶效应?这一现象是如何形成的?又是如何影响世界的?

蝴蝶效应天气预报_美国天气的蝴蝶效应

蝴蝶效应源于混沌理论,用于描述看似无关的事物或条件(也称为初始条件)的微小变化如何影响大型复杂系统。对蝴蝶效应最常见的描述如下:南美洲的一只蝴蝶拍打翅膀会影响到德克萨斯州的天气,这意味着系统中一个部分的最微小变化会对另一个部分产生巨大影响。更广泛地说,蝴蝶效应可以解释为什么预测像天气这样的大型系统仍然不完全准确,因为有许多未知的变量需要追踪。

蝴蝶效应的概念是由美国数学家和气象学家爱德华-诺顿-洛伦兹首次提出的,他是混沌理论的创始人。有一次,当洛伦兹在计算机中运行一个全球气候模型时,他想节省一些时间,所以他用上次运行的一些结果作为初始条件(取一些重要的数字),并在中途开始运行模型。结果发现,从中间运行的模型的结果与从开始运行的模型的结果有很大的不同。洛伦兹和他那一代的大多数其他科学家认为,无论你从哪里开始,模型的输出都应该是一样的。但在现实中,小的变化会使输出有很大的不同。

基于这些结果,洛伦兹提出了后来被称为蝴蝶效应的说法。这表明,像天气这样的大型复杂系统具有非常敏感的依赖性,这意味着这种系统的发展取决于大量的因素,因此很难准确预测天气。

蝴蝶效应不仅仅适用于天气系统;事实上,任何复杂的系统都可能受到看似微小因素的影响。例如,太阳系中小行星的运动就很难预测。这是因为小行星的路径会受到太阳系中各种引力的影响,包括太阳、行星、卫星甚至其他小行星的引力。在人类行为中,微小的初始变化会使一些行为变得不可预测,一个人在小时候发生的事情会影响他或她的一生。

什么是蝴蝶效应

蝴蝶效应

蝴蝶效应是气象学家洛伦兹1963年提出来的。

其大意为:一只南美洲亚马孙河流域热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇动几下翅膀,可能在两周后引起美国德克萨斯引起一场龙卷风。其原因在于:蝴蝶翅膀的运动,导致其身边的空气系统发生变化,并引起微弱气流的产生,而微弱气流的产生又会引起它四周空气或其他系统产生相应的变化,由此引起连锁反应,最终导致其他系统的极大变化。

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”。

详解:

非线性,俗称“蝴蝶效应”。

什么是蝴蝶效应?先从美国麻省理工学院气象学家洛伦兹(Lorenz)的发现谈起。为了预报天气,他用计算机求解仿真地球大气的13个方程式,意图是利用计算机的高速运算来提高长期天气预报的准确性。1963年的一次试验中,为了更细致地考察结果,他把一个中间解0.506取出,提高精度到0.506127再送回。而当他到咖啡馆喝了杯咖啡以后回来再看时竟大吃一惊:本来很小的差异,结果却偏离了十万八千里!再次验算发现计算机并没有毛病,洛伦兹(Lorenz)发现,由于误差会以指数形式增长,在这种情况下,一个微小的误差随着不断推移造成了巨大的后果。他于是认定这为:“对初始值的极端不稳定性”,即:“混沌 ”,又称“蝴蝶效应”,亚洲蝴蝶拍拍翅膀,将使美洲几个月后出现比狂风还厉害的龙卷风!

这个发现非同小可,以致科学家都不理解,几家科学杂志也都拒登他的文章,认为“违背常理”:相近的初值代入确定的方程,结果也应相近才对,怎幺能大大远离呢!

线性,指量与量之间按比例、成直线的关系,在空间和时间上代表规则和光滑的运动;而非线性则指不按比例、不成直线的关系,代表不规则的运动和突变。如问:两个眼睛的视敏度是一个眼睛的几倍?很容易想到的是两倍,可实际是 6-10倍!这就是非线性:1+1不等于2。

激光的生成就是非线性的!当外加电压较小时,激光器犹如普通电灯,光向四面八方散射;而当外加电压达到某一定值时,会突然出现一种全新现象:受激原子好象听到“向右看齐”的命令,发射出相位和方向都一致的单色光,就是激光。

非线性的特点是:横断各个专业,渗透各个领域,几乎可以说是:“无处不在时时有。”

如:天体运动存在混沌;电、光与声波的振荡,会突陷混沌;地磁场在400万年间,方向突变16次,也是由于混沌。甚至人类自己,原来都是非线性的:与传统的想法相反,健康人的脑电图和心脏跳动并不是规则的,而是混沌的,混沌正是生命力的表现,混沌系统对外界的刺激反应,比非混沌系统快。

由此可见,非线性就在我们身边,躲也躲不掉了。

1979年12月,洛伦兹(Lorenz)在华盛顿的美国科学促进会的一次讲演中提出:一只蝴蝶在巴西扇动翅膀,有可能会在美国的德克萨斯引起一场龙卷风。他的演讲和结论给人们留下了极其深刻的印象。从此以后,所谓“蝴蝶效应”之说就不胫而走,名声远扬了。

“蝴蝶效应”之所以令人着迷、令人激动、发人深省,不但在于其大胆的想象力和迷人的美学色彩,更在于其深刻的科学内涵和内在的哲学魅力。

科学家给混沌下的定义是:混沌是指发生在确定性系统中的貌似随机的不规则运动,一个确定性理论描述的系统,其行为却表现为不确定性一不可重复、不可预测,这就是混沌现象。进一步研究表明,混沌是非线性动力系统的固有特性,是非线性系统普遍存在的现象。牛顿确定性理论能够完美处理的多为线性系统,而线性系统大多是由非线性系统简化来的。因此,在现实生活和实际工程技术问题中,混沌是无处不在的。 洛伦茨第一次发现混沌现象,至今,关于混沌的研究一直是科学家、社会学家、人文学家所关注的。研究混沌,其实就是发现无序中的有序,但今天的世界仍存在着太多的无法预测,混沌,这个话题也必将成为全人类性的问题。在此,由于知识有限,我们只是做了极其肤浅的介绍和引入,希望有更多的同学能走进混沌之门,以更深邃的眼光来审视这个世界。今后或许能致力于此方面的研究。

总之,混沌规律只能洞察、揣摩、直觉、推测,而不能揭示、推演和精确描述。我们可以用在西方流传的一首民谣对此作形象的说明。

这首民谣说:

丢失一个钉子,坏了一只蹄铁;

坏了一只蹄铁,折了一匹战马;

折了一匹战马,伤了一位骑士;

伤了一位骑士,输了一场战斗;

输了一场战斗,亡了一个帝国。

马蹄铁上一个钉子是否会丢失,本是初始条件的十分微小的变化,但其“长期”效应却是一个帝国存与亡的根本差别。这就是军事和政治领域中的所谓“蝴蝶效应”。

有点不可思议,但是确实能够造成这样的恶果。一个明智的***一定要防微杜渐,看似一些极微小的事情却有可能造成集体内部的分崩离析,那时岂不是悔之晚矣? 横过深谷的吊桥,常从一根细线拴个小石头开始。

影片《蝴蝶效应》

2004年由美国导演埃里克·布雷斯执导的影片《蝴蝶效应》就探讨了这个问题,男主角埃文·泰瑞博(艾什顿·库奇饰)是一个平平无奇的大学生,唯一和普通人不同的是从童年时代起,就写日记不停记录他每日生活中的全部细节。某天,埃文忽然读到了那些记录中的一部分,顿时,那些已经被他自己埋葬在内心最深处许多年的黑暗记忆又再次被唤醒,那是改变了他整个少年时代的不堪回首往事。机缘巧合,埃文忽然发现自己可以通过一直搁在床下那些写着当年记录的日记本回到过去,进入自己当年的身体。也许这些落满灰尘的日记本可以让他从此摆脱所有不愉快的记忆,抱着这样的想法,埃文回到过去,力图改写历史,以为这样就可以治愈他受伤的记忆,让他和所爱的人们能从此之后幸福生活。他制定出无懈可击计划,执行起来也小心翼翼。但等他一旦回到现实,却发现一切都已面目全非。他的行为已经造成了损失惨重的改变,而他最亲密的那些朋友的生活已经南辕北辙。特别是他的初恋女友凯勒·米勒(艾米·斯马特饰),他们是儿时玩伴,在经历了长久的漠然以对之后,发现彼此还是相爱。为了弥补自己的错误,埃文只好一次次的回到过去,但每次总有些小事件在他不注意时层出不穷地发生,之后一连串连锁反应,到底让他和他朋友们的生活更加彻头彻尾的改变。于是埃文一次次尝试,他们的生活也就像高速火车一般刹那间从山顶冲下,树林或者河流在窗外一掠而过。凯勒从女招待到学生会主席再到落魄者。她的命运和他一样不停改变。

据说《蝴蝶效应》的结局有两个:

一个是导演加长版的结局:

埃文看到的家庭**是埃文的母亲即将产下埃文,进入历史的埃文决定自己结束这一切,他用双手掐住了脐带,结束了自己刚要开始的生命,现实的生活中没有埃文,凯莉跟汤米被离婚后的母亲监护,远离了她那个有着变态嗜好的父亲,自然也就没有了以后的各种事件。

另一个是剧场版的结局:埃文看到的家庭**是第一次认识凯莉的聚会,回到从前的埃文骂了凯莉,他与凯莉没有成为好朋友,凯莉跟汤米的监护权也由母亲得到,工作后的埃文在街上偶遇凯莉,但却没有相认。最后凯丽和埃文擦肩而过的情节很独特,他们好象有默契的回头张望,而又放弃般的回过头去踏上各自的道路。结尾的似曾相识的迷离结束在oasis的《Stop Crying Your Heart Out》的歌声中……久久回响。

蝴蝶效应是甚麼?

蝴蝶效应的由来

蝴蝶效应来源于美国气象学家洛伦茨60年代初的发现。在《混沌学传奇》与《分形论——奇异性探索》等书中皆有这样的描述:“1961年冬季的一天,洛伦茨(E?Lorenz)在皇家麦克比型电脑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,没有令电脑从头运行,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,但由于一时不慎,他无意间省略了小数点后六位的零头,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。这种现象被称为对初始条件的敏感依赖性。在气象预报中,称为‘蝴蝶效应’。……”“洛伦茨最初使用的是海鸥效应。”“洛伦茨1979年12月29日在华盛顿的美国科学促进会的演讲:‘可预言性:一只蝴蝶在巴西扇动翅膀会在得克萨斯引起龙卷风吗?

蝴蝶效应的含义

某地上空一只小小的蝴蝶扇动翅膀而扰动了空气,长时间后可能导致遥远的彼地发生一场暴风雨,以此比喻长时期大范围天气预报往往因一点点微小的因素造成难以预测的严重后果。微小的偏差是难以避免的,从而使长期天气预报具有不可预测性或不准确性。这如同打台球、下棋及其他人类活动,往往“差之毫厘,失之千里”、“一招不慎,满盘皆输”。

长时期大范围天气预报是对于地球大气这个复杂系统进行观测计算与分析判断。它受到地球大气温度、湿度、压强诸多随时随地变化的因素的影响与制约,可想其综合效果的预测是难以精确无误的、蝴蝶效应是在所必然的。我们人类研究的物件还涉及到其他复杂系统(包括“自然体系”与“社会体系”),其内部也是诸多因素交相制约错综复杂,其“相应的蝴蝶效应”也是在所必然的。“今天的蝴蝶效应”或者“广义的蝴蝶效应”已不限于当初洛伦茨的蝴蝶效应仅对天气预报而言,而是一切复杂系统对初值极为敏感性的代名词或同义语,其含义是:对于一切复杂系统,在一定的“阈值条件”下,其长时期大范围的未来行为,对初始条件数值的微小变动或偏差极为敏感,即初值稍有变动或偏差,将导致未来前景的巨大差异,这往往是难以预测的或者说带有一定的随机性。

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”

Chaos theory(**中出现的)

混沌一词原指宇宙未形成之前的混乱状态,古希腊哲学家对于宇宙之源起即持混沌论,主张宇宙是由混沌之初逐渐形成现今有条不紊的世界。在井然有序的宇宙中,西方自然科学家经过长期的探讨,逐一发现众多自然界中的规律,如大家熟知的地心引力,杠杆原理,相对论等。这些自然规律都能用单一的数学公式加以描述,并可以依据此公式准确预测物体的行径。

近半世纪以来,科学家发现许多自然现象即使可以化为单纯的数学公式,但是其行径却无法加以预测。如气象学家Edward Lorenz发现简单的热对流现象居然能引起令人无法想象的气象变化,产生所谓的“蝴蝶效应”. 60年代,美国数学家Stephen Smale发现某些物体的行径经过某种规则性变化之后,随后的发展并无一定的轨迹可循,呈现失序的混沌状态。

蝴蝶效应是什么_教学系统中的“蝴蝶效应”研究

“蝴蝶效应”是混沌学理论中的一个概念。它是气象学家洛伦兹在1963年提出来的。其大意为:一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇动几下翅膀,可能在两周后引起美国德克萨斯州的一场龙卷风。其原因在于:蝴蝶翅膀的运动会让其身边的空气系统发生变化,并产生微弱的气流,而产生的微弱气流又会引起它四周空气或其他系统发生相应的变化,由此引起连锁反应,最终导致看似不相关的其他系统的极大变化。

广义的“蝴蝶效应”已不限于对天气预报而言。对于一切复杂系统,在一定的“阈值条件”下,初始条件数值稍有变动或偏差,将导致其前景出现巨大差异,这些变化往往是难以预测的。蝴蝶效应对于我们研究复杂的教育教学系统同样具有重要启示。在教学中,教师的一句话、一个眼神、一个动作、一个微不足道的初始行为,通过一系列看似不相干,实质上却有着内在联系的现象,最终有可能对学生产生重要的影响。因此,教师要有意识地干预教学的初始条件,使学生形成良好的学习习惯,引发良性的蝴蝶效应。

一、教学中的蝴蝶效应

教学是一系列动态、复杂的过程,它包括诸多的因素和环节。蝴蝶效应的产生给教育教学带来了新的思考视角:对教学初始条件和教学细节的干预可以影响最终的教学效果;教师要善于观察和思考教学过程中产生的蝴蝶效应,从而及时而有效地进行引导,取得良好的教学效果。

1.教学目标与蝴蝶效应

教学目标是教学的开始,是产生良性蝴蝶效应的初始条件。合理而有效地编写教学目标,可以促进好的蝴蝶效应产生。首先,教学目标的阐述要具有多维度性,认知领域、动作技能领域、情感领域等方面的目标都要兼顾。尤其是情感领域的目标,由于其在教学中很难测量,所以教师常常无法对其进行有效控制。如,通过知识与技能的学习,培养学生的合作精神,让他们形成积极向上的态度等。对于此类情感目标,教师在实际操作中很难保证学生是否真正形成。这是因为学生态度形成的内在机制很复杂,它不仅和教师的引导有关,还和学生所处的家庭环境、社会环境有很大关系。在如此复杂、动态的情境中,蝴蝶效应的发展事态是难于估量的。因此,前几年清华大学的一名学生在动物园里用硫酸泼熊的行为绝不是偶然发生的,而是因为教师和家长在他成长的过程中忽视了发生在他身上的一系列微小的问题行为,后续又没有给予及时的引导和控制。

因此,既然教学目标中隐含着蝴蝶效应的初始条件,教师在制定教学目标时,就要尽可能地考虑目标的多样性与合理性,尤其对学生情感目标的实现与否以及态度的改变要多一些关心,避免引发负面的蝴蝶效应。

2.教学策略中的蝴蝶效应

如果说教学目标隐含着蝴蝶效应的初始条件,那么教学策略就是引发良性蝴蝶效应的可控条件。在选择与实施教学策略时,我们必须有这样的理念:让学生勤于思考、乐于动手、勇于表达。为了能够产生这样的效应,教师应该有意识地在不同教学策略中促成产生这种蝴蝶效应的初始条件。

如果你采用的是“传递―接受”式教学策略,不要以为它对培养学生的高阶思维作用不大,关键在于教师有没有进行干预和引导,使学生形成良好的学习习惯,引发蝴蝶效应。如教师在讲解一个题目时,要善于启发学生的思维:说了问题的上半段,不要很容易就将下半段脱口而出,而要让学生处于不断思考与表达的情境中。有时,教师引导的效果不尽如人意,学生总是支支吾吾,答非所问。在这种情况下,教师们一般的做法就是直接将答案告诉学生,这样一来,教师省心,学生也学得轻松。他们牢牢记住教师讲过的知识,同样获得了高分。然而,就是这样一种教师不经意的教学习惯,让学生们的懒惰也成为了习惯。长此以往,学生们习惯于受权威的控制,没有了批判的精神,懒得动手、动脑、动口。即使有了引发蝴蝶效应的初始条件,也会因为学生的学习与生活习惯而改变。居里夫人在一次偶然的机会中发现了镭元素,这与她平时日积月累的学习习惯和科学素养有很大关系,绝非偶然。当然,居里夫人只有一个,但是注意学习与生活中的一切细节,养成良好的行为习惯,谁又能说“捉住美丽的蝴蝶”只是幻想?蝴蝶效应的产生,也许能有效阐释必然与偶然间临界点的存在。细节决定成败,不论是好的蝴蝶效应还是坏的蝴蝶效应,其产生都与初始条件有着必然的联系,“偶然”仅仅是表面现象。

如何引发正面的蝴蝶效应,培养学生的高阶思维能力和解决问题的能力,教师所能做的就是从教学策略中主动促成引发蝴蝶效应的初始条件,使学生养成良好的学习与思考习惯。

二、做好 教学设计 ,引发良性效应

如何在教育教学中运用蝴蝶效应的思维,促进学生的学习与发展,是教学设计的艰巨任务。因为任何教育教学理念的传达与成功实施,都依赖于良好的教学设计。因此,在教学设计理念中融入蝴蝶效应思维是研究教育教学系统的重要途径。在20世纪60年代,随着蝴蝶效应逐渐渗透至教学研究领域,以Jonassen、Dowding等为代表的教学设计专家对混沌理论在教育教学中的运用也进行了一些探索性研究。他们对线性的、可预测的、封闭的传统教学观念提出了质疑,并试图将混沌学的非线性、不可预测性、开放性、无序性等基本概念引入教学设计,以超越传统教学设计观的机械性。[1]可以说,混沌理论中的蝴蝶效应对教育教学研究产生了深远的影响。它诠释了一种全新的教学设计思维模式:由于教育教学系统中存在诸多复杂因素,线性教学设计的可操作性被弱化;教学目标更多是生成的,而不是预设的;要注意教学评价的多样性。这些全新的教学设计理念为有效指导教学实践、促进良性蝴蝶效应提供了依据。

1.弱化教学设计的线性与可操作性

传统的教学设计具有明显的线性、可操作性特征。人们一般认为,事先制定好的教学设计方案,可以用于大多数相似的课堂与情境。学生在这种情境中接受预设的知识内容,达到预期的目标,最后面临教师的考验,一切都顺理成章。蝴蝶效应的引入,给教育工作者一种新的思维视角。混沌学认为,知识的内部表征在不断地变化着,不存在学习者必须去掌握的客观现实。[2]学习是一种社会性活动,每个对话都是不同的。因此,不可能设计出一种最优的、普遍适用的教学设计方案,来满足不同的教学需要。

可以看出,蝴蝶效应的引入使教学设计的线性操作得到了理性反思。它引导我们更加全面地看待教学设计,毕竟教学过程的设计不同于其他工程项目的设计。一方面,教育教学活动本身具有规律性,存在其有序的一面,从这个意义上讲,对教学过程设计的结果可以是一套可控、可行的线性方案;另一方面,教育教学过程是由学生、目标、内容、策略、方法、反馈等诸多要素组成的复杂系统,它具有系统的基本特征,即复杂、动态和开放。线性教学设计关注前者,强调设计方案与规律的适切性。因此,它用理性的思维控制教学过程的各个环节,包括学生,且采用一些技术手段干预和影响教学过程,以便尽快实现教学目标。蝴蝶效应给教学设计的启发是,不仅要看到教育教学的有序性,还应多关注教学系统的复杂性、不确定性。因此,在进行教学设计的时候,教师要注意课堂中的“意外”,并给予正确引导,在课堂中多一些鼓励和评价。或许,这些“细枝末节”就是引发良性蝴蝶效应的初始条件。

2.注重教学目标的生成性

在传统教学中,教学目标是高于一切的。它既是教学过程的出发点,又是教学过程的归宿。教学目标的确定是分析其他教学环节的基础,又是进行教学评价的依据。因此,在教学设计方案中,教师总要预设各种不同层次的目标,且以认知领域的目标为主。因为认知领域的目标更容易操作,更容易测量,也更容易提高学生的考试成绩。通过前面的分析,我们看到,许多时候,引发蝴蝶效应的是学生的态度、情感、行为的变化,而这些变化是教师在具体教学情境中引导生成的。因此,为了引发良性蝴蝶效应,教师在进行教学设计时,应淡化教学目标的预设和分类。有些结果是不期而遇的。一些人文主义者强调,知识不是客观存在的,而是学习者个人与外界环境相互作用的结果。既然如此,那么个人“建构”的知识就是千差万别的,无法进行有效的分类,教学目标的分类也就无从谈起。这样看来,制定预期的教学目标对于动态、复杂的教学过程来说,意义是有限的。

蝴蝶效应的引入要我们更加深刻地认识教学目标的力量与局限。一个稳妥的做法是同时兼顾认知领域的目标和情感领域的目标,使教学目标的制定走向多元化。教师要做到这一点,看起来有些困难,但我们至少应深思:怎样的教学可以超越既定的目标?对于基础知识的学习,预设的知识目标可以起到一定的促进作用,然而对于一些态度、情感目标,我们如果用烦琐的行为目标进行事先描述,就会忽略某些非预期目标的实现,如对非规律性现象的把握、创造性的培养、坚强意志的形成等,而这些蝴蝶效应的产生,要靠教师的耐心观察与引导。

3.肯定学生的主观能动性

也许可以这样说,教育教学系统的复杂性主要体现在学生的复杂性上。传统的教学过程把复杂的教学系统简化为“工业生产流水线”,将学生当做客观的“物”来进行设计,学生就是学校的产品,产品的合格率直接影响到学校的招生情况。这种设计观更多地看到了人在发展中的普遍规律,忽视了人之所以为人的复杂性,即人的思维、意志、本能、情感、愿望等非理性因素。蝴蝶效应的发现给我们提了一个醒,最终引发蝴蝶效应的正是这些平时养成的意志、愿望和价值观等。

因此,提高学生的主观能动性是引发良性蝴蝶效应的又一途径。在教学设计中,教师要尽可能地采用超媒体的方式组织教学内容。在教学方法上,要以启发、讨论、协作为主。由于人的思维具有复杂性,教师还应注意发展和培养学生的元认知,有意识地运用分形迭代的思维方法开发学生的元认知能力,促进蝴蝶效应的产生。[3]

4.重新审视教学评价

在对蝴蝶效应的思考中,一种从未有过的感受是,我们通常所说的教学评价、教学质量都是相对的,是短期范围内的价值判定。因为,对于复杂系统而言,评价将变得非常困难,不仅要考虑当前的状态,还要分析其未来的发展。蝴蝶效应要求我们理性地认识教学评价。短期内的教学评价仍是不可或缺的,它可以让我们及时发现问题,扭转局面。由于教学系统的复杂性,教学评价也应是多元的、复杂的、动态的。评价的复杂性不仅体现在教学主体的复杂性上,还体现在与人息息相关的外部环境的复杂多变上。这种系统与部分之间的非线性相互作用使得教学评价具备整体性、动态性、开放性、发展性和多元化特征。既要对知识与技能进行测评,又要对过程与方法、情感态度与价值观进行衡量;既要对过程进行评价,又要对结果进行评价;既要对“量”进行评价,又要对“质”进行评价;既要对自身进行评价,又要对他人进行评价;既要有静态的评价,又要有动态的、发展性评价。只有这样,才能真正实现教学评价的功能。[4]

教育教学是一个无限的行为。教学效果究竟如何要等时间来评价。教师应该做的就是用自己最美好的一面不断影响学生,包括知、行、意的影响,以期良性蝴蝶效应的产生。

通过以上分析,我坚信,良好的教学设计和教学状态,不仅可以帮助学生达到学习目标,还可能超越既定的学习目标。教学是无尽的,教学效果的显现在遥远的未来。学生考上了好的大学,你能说他教学目标就达到了吗?不能,也许他们在以后的生活中,对复杂环境的适应又显得很无奈……所以,从这个意义上讲,蝴蝶效应实质是一种哲学思维,是一种方法论。这种方法论,承认系统的边界,是建立在宇宙无限论之上的探讨宇宙有限性的方法。研究蝴蝶效应,其实就是发现无序中的有序,从复杂中发现简单,感受必然与偶然的临界点,以期控制教育教学的过程与局面。今天的世界仍存在太多的无法预测。混沌,这个话题也必将成为全人类的问题。由于知识有限,我们在此只是做了极其肤浅的介绍和引入,希望有更多人能走进混沌之门,以更深邃的眼光来审视教育、审视这个世界,引发良性的“蝴蝶效应”。

[基金项目]本文受湖南省高校科技创新团队支持计划资助(湘教通[2010]212号)

参考文献

[1]高文,王海澜编译.混沌学与教学系统设计[DB/OL].省略/2/12/2003.

[2][美]Peggy A.Ertmer,Timothy J.Newby著.盛群力译.行为主义、认知主义和建构主义――从教学设计的视角比较其关键特征(下).电化教育研究,2004(4).

[3]朱云东,钟玉琢.混沌基本理论与教学设计发展的新方向[J].电化教育研究,1999(5).

[4]省略/gzwl/jszx/jxyj/xkczx/201008/t20100827_788425.htm.

蝴蝶效应是什么?

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(Edward Lorenz)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。

蝴蝶效应是什么意思?这个说法出自哪里?

相信大家都很熟悉蝴蝶效应。蝴蝶效应起源于美国气象学家洛伦茨。虽然很多人不知道它是什么意思,但大多数人都听说过。虽然不知道是什么意思,但是电视剧里经常提到,尤其是一些穿越剧里。穿越过来的人做了一些改变历史的事情后,会产生蝴蝶效应。为了不使历史偏离,然后想尽办法修正历史,蝴蝶效应是什么意思?我们来看看具体的解释。

解读蝴蝶效应

蝴蝶效应是我们平时看的穿越剧里提到最多的,那么蝴蝶效应到底是什么意思呢?属于混沌研究的范畴。大意是,南美洲亚马逊盆地热带雨林中的一只蝴蝶,两周后在美国德克萨斯州引起了龙卷风,因为蝴蝶翅膀的扇动引起了周围空气系统的变化,产生的微弱气流会引起周围空气或其他系统的相应变化。言简意赅就是非常小的偏差会导致非常大的差异。

蝴蝶效应从何而来?

蝴蝶效应是由麻省理工学院气象学家洛伦茨于1963年提出的概念。当时洛伦茨为了预报天气,做了一个模拟气候变化的计算机程序,但只取出了一个中间的解,提高了精度,又发了回来。结果也就是喝了一杯咖啡的功夫,前后的数值相差了非常大,然后他把这种现象叫做蝴蝶效应。

蝴蝶效应的经典案例

2003年,美国曾出现一例疑似疯牛病,仅仅是因为这只不幸的“疯牛”造成的,但总产值1750亿美元、140万个就业岗位的美国牛肉产业受到了非常大的打击,牛的主要饲料玉米和大豆产业也因此受到了很大的影响,使刚刚复苏的美国经济再次陷入低迷之中,这种恐慌甚至于席卷全球,至少有11个国家宣布紧急禁止进口美国的牛肉。

一只蝴蝶在巴西扇动翅膀,就有可能在美国的德克萨斯引起一场龙卷风.是真的吗?有依据吗?

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(Edward Lorenz)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。 

详述

蝴蝶效应是气象学家洛伦兹1963年提出来的。其大意为:一只南美洲亚马孙河流域热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇动几下翅膀,可能在两周后引起美国德克萨斯引起一场龙卷风。其原因在于:蝴蝶翅膀的运动,导致其身边的空气系统发生变化,并引起微弱气流的产生,而微弱气流的产生又会引起它四周空气或其他系统产生相应的变化,由此引起连锁反映,最终导致其他系统的极大变化。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。

蝴蝶效应是混沌学理论中的一个概念。它是指对初始条件敏感性的一种依赖现象。输入端微小的差别会迅速放大到输出端。蝴蝶效应在经济生活中比比皆是:中国宣布发射导弹,港台100亿美元流向美国。“蝴蝶效应”也可称“台球效应”,它是“混沌性系统”对初值极为敏感的形象化术语,也是非线性系统在一定条件(可称为“临界性条件”或“阈值条件”)出现混沌现象的直接原因。

一、蝴蝶效应的由来

蝴蝶效应来源于美国气象学家洛仑兹20世纪60年代初的发现。在《混沌学传奇》与《分形论——奇异性探索》等书中皆有这样的描述:“1961年冬季的一天,洛仑兹(E·Lorenz)在皇家麦克比型计算机上进行关于天气预报的计算。为了预报天气,他用计算机求解仿真地球大气的13个方程式。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。计算机没有毛病,于是,洛伦兹(Lorenz)认定,他发现了新的现象:“对初始值的极端不稳定性”,即:“混沌”,又称“蝴蝶效应”,亚洲蝴蝶拍拍翅膀,将使美洲几个月后出现比狂风还厉害的龙卷风!这个发现非同小可,以致科学家都不理解,几家科学杂志也都拒登他的文章,认为“违背常理”:相近的初值代入确定的方程,结果也应相近才对,怎么能大大远离呢!其原因在于:蝴蝶翅膀的运动,导致其身边的空气系统发生变化,并引起微弱气流的产生,而微弱气流的产生又会引起它四周空气或其他系统产生相应的变化,由此引起连锁反应,最终导致其他系统的极大变化。线性,指量与量之间按比例、成直线的关系,在空间和时间上代表规则和光滑的运动;而非线性则指不按比例、不成直线的关系,代表不规则的运动和突变。如问:两个眼睛的视敏度是一个眼睛的几倍?很容易想到的是两倍,可实际是6~10倍!这就是非线性:1+1不等于2。激光的生成就是非线性的!当外加电压较小时,激光器犹如普通电灯,光向四面八方散射;而当外加电压达到某一定值时,会突然出现一种全新现象:受激原子好像听到“向右看齐”的命令,发射出相位和方向都一致的单色光,就是激光。非线性的特点是:横断各个专业,渗透各个领域,几乎可以说是:“无处不在时时有。”如:天体运动存在混沌;电、光与声波的振荡,会突陷混沌;地磁场在400万年间,方向突变16次,也是由于混沌。甚至人类自己,原来都是非线性的:与传统的想法相反,健康人的脑电图和心脏跳动并不是规则的,而是混沌的,混沌正是生命力的表现,混沌系统对外界的刺激反应,比非混沌系统快。由此可见,非线性就在我们身边,躲也躲不掉了。这种现象被称为对初始条件的敏感依赖性。在气象预报中,称为‘蝴蝶效应’。……”“洛仑兹最初使用的是海鸥效应。”“洛仑兹1979年12月29日在华盛顿的美国科学促进会的演讲:‘可预言性:一只蝴蝶在巴西扇动翅膀会在得克萨斯引起龙卷风吗?’”

二、蝴蝶效应的含义

某地上空一只小小的蝴蝶扇动翅膀而扰动了空气,长时间后可能导致遥远的彼地发生一场暴风雨,以此比喻长时期大范围天气预报往往因一点点微小的因素造成难以预测的严重后果。微小的偏差是难以避免的,从而使长期天气预报具有不可预测性或不准确性。这如同打台球、下棋及其他人类活动,往往“差之毫厘,失之千里”、“一着不慎,满盘皆输”。长时期大范围天气预报是对于地球大气这个复杂系统进行观测计算与分析判断,它受到地球大气温度、湿度、压强诸多随时随地变化的因素的影响与制约,可想其综合效果的预测是难以精确无误的、蝴蝶效应是在所必然的.我们人类研究的对象还涉及到其他复杂系统(包括“自然体系”与“社会体系”),其内部也是诸多因素交相制约错综复杂,其“相应的蝴蝶效应”也是在所必然的。“今天的蝴蝶效应”或者“广义的蝴蝶效应”已不限于当初洛仑兹的蝴蝶效应仅对天气预报而言,而是一切复杂系统对初值极为敏感性的代名词或同义语,其含义是:对于一切复杂系统,在一定的“阈值条件”下,其长时期大范围的未来行为,对初始条件数值的微小变动或偏差极为敏感,即初值稍有变动或偏差,将导致未来前景的巨大差异,这往往是难以预测的或者说带有一定的随机。

三、产生蝴蝶效应的内在机制

所谓复杂系统,是指非线性系统且在临界性条件下呈现混沌现象或混沌性行为的系统。非线性系统的动力学方程中含有非线性项,它是非线性系统内部多因素交叉耦合作用机制的数学描述。正是由于这种“诸多因素的交叉耦合作用机制”,才导致复杂系统的初值敏感性即蝴蝶效应,才导致复杂系统呈现混沌性行为。目前,非线性学及混沌学的研究方兴未艾,这标志人类对自然与社会现象的认识正在向更为深入复杂的阶段过渡与进化。从贬义的角度看,蝴蝶效应往往给人一种对未来行为不可预测的危机感,但从褒义的角度看,蝴蝶效应使我们有可能“慎之毫厘,得之千里”,从而可能“驾驭混沌”并能以小的代价换得未来的巨大“福果”。蝶效应用的是比喻的手法,并不是说蝴蝶引起的飓风。

1963年12月,洛伦兹(Lorenz)在华盛顿的美国科学促进会的一次讲演中提出:一只蝴蝶在巴西扇动翅膀,有可能会在美国的德克萨斯引起一场龙卷风。他的演讲和结论给人们留下了极其深刻的印象。从此以后,所谓“蝴蝶效应”之说就不胫而走,名声远扬了。

“蝴蝶效应”之所以令人着迷、令人激动、发人深省,不但在于其大胆的想象力和迷人的美学色彩,更在于其深刻的科学内涵和内在的哲学魅力。混沌理论认为在混沌系统中,初始条件的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。我们可以用在西方流传的一首民谣对此作形象的说明。