主题：【原创】蝴蝶效应、混沌理论及地震预报 -- 沉宝

这几天，因为地震的缘故，“蝴蝶效应”成为一个被频繁提及的词语。但是许多人在引用“蝴蝶效应”时，并未真正理解它的本意，有时甚至是完全错误的。

“蝴蝶效应”来源于美国气象学家爱德华·洛仑兹（Edward Norton Lorenz）的研究工作，他发现对气象系统的一个小的扰动可以导致迥然不同的预报结果。引用wiki中的定义，蝴蝶效应

到此为止众河友的认知大致是相同的，注意看下面。既然小的扰动可以导致大的不同，是不是如果我们对初始状态测量的足够精确，计算的足够小心，就一定能得到准确的结果？错！就像气象系统中有无数只蝴蝶在挥动翅膀，在复杂系统中也有无数微小的扰动在影响系统，它们对系统的作用及它们之间的相互作用导致计算的复杂程度出现爆炸，就是说远远超过了人类智力和计算机计算能力的总和。

由此可见，如果我们还承认自己是人而不是上帝的话，复杂系统就对我们来说具有一定的不可知性，我们可以得到一个统计意义上的结论，比如说系统是按照何种模式（pattern）运动，但无法得到精确解。

“蝴蝶效应”是混沌理论的一个通俗的例子。混沌理论解释了一个决定系统是可以产生随机结果的。混沌理论，作为复杂性理论（Complexity theory）的一个重要组成，个人认为这应该是二十世纪下半叶物理学界排名第一的重大成就。就像量子力学告诉我们微观世界没有精确解那样，复杂性理论告诉我们大系统也没有精确解。

从这里可以引申地谈一点地震预报。很多人都同意把地壳运动看成一个混沌系统，那么地震发生的时间是没有精确解的。还有，三峡水库对四川地震的影响呢？我看大致就像巴西蝴蝶对得克萨斯龙卷风的影响，如果你要的是某个模型的精确解，那么可能会有重大影响；但如果你要的是一个真实系统的统计解，那么可以忽略不计。

【补】洛仑兹先生不久前刚刚去世（2008年4月16日因癌症病逝于麻萨诸塞州剑桥的家中，享龄90岁），在这里让我们对这位开创了划时代突破的科学家表示崇高敬意。

【补2】最近发现了方舟子在介绍地震的“沙堆模型”（国内看不到可见链接）。“沙堆模型”我很早以前在《科学美国人》中读到过，个人认为是一个很好的通俗形象的模型，即使是没读过书的人也能通过它理解为什么对地震只能有统计意义上的预报而不可能有100%的精确预报。这次不知怎么地没想起把它写出来。现在既然有人已经写得很好了，大家还是看链接吧。

• 观点