讓人著迷的科學! 我們身邊的混沌理論

2025-02-21 21:00:24

    泡泡網筆記本頻道4月18日 說到混沌理論，也許有的人聽說過也許沒有，畢竟混沌理論是現代科學，是二戰之後的文明才孕育出的結晶，我們上學時只會學習到經典的牛頓力學，沒有深入想過或接觸過也是情有可原。

    我想更大的可能性是你聽說過所謂的「蝴蝶效應」即「一隻蝴蝶在紐約中央公園的小黃花上扇動了一下翅膀,於是東京掀起風暴電閃雷鳴。」小時候筆者覺得這是只一句玩笑，或是類似人生哲理般的箴言，說這句話的目的可能只是去講「質變和量變」或是「不積跬步無以至千裡」這樣哲理性的道理。然而接觸到混沌理論之後便會發現，這完全就是一個基於混沌理論真實可能發生的假設。

    可能你會認為這樣高深的理論只應該存在於實驗室和科學家的論文裡，而不應該出現在泡泡網文章內容裡。為什麼筆者會突然想寫這樣一個選題呢？這還要從我們身邊數碼世界的一個常見現象說起。

    ● 我們身邊的混沌理論實例

    相信幾乎90%以上的天朝人都是用騰訊QQ這一交流軟體的，筆者也相信用QQ交流的人幾乎100%的人都使用過QQ的視頻和語音功能，QQ的語音和視頻功能聯繫了多少遠在天邊的親朋好友我們今天就暫且不談了（因為許多軟體都能夠實現視頻和音頻通話），我們需要的僅僅是支持視頻或語音通話就夠了，我們基於以上的環境來假定的是這樣一種情況：同時打開兩臺支持視頻或語音功能的電腦終端設備（包括手機、平板），將兩臺設備放到同一個桌面上，並將其中一臺設備的揚聲器調至靜音狀態。

    這時我們對著兩臺設備同時說話，會產生什麼現象呢？沒錯，聲音會產生循環，成為一個閉合的反饋迴路！聲音會按照設備1麥克風>>設備2揚聲器>>設備1麥克風>>設備2揚聲器>>設備1麥克風......如此無限循環下去。然而我們按照這樣的假定情況去驗證，實際情況又會怎麼樣呢？筆者做了以下的實測。

http://player.youku.com/player.php/sid/XNTQzOTMyODQ0/v.swf

    我們從視頻中看到，筆者在實測假定閉合反饋迴路情景的視頻中使用了QQ的視頻通話功能，分別採用筆者自己的和（諾基亞一向以通話質量優異而著稱），將筆記本端的揚聲器關閉，並順利的讓兩臺設備取得了連接。這時筆者對著麥克風說了一句「你好」。聲音開始按照我們設想的情況進行自反饋循環，一切都顯得十分順利。但是當聲音循環到7、8次以後，聲音開始渙散，逐漸變的模糊不清，讓人無法分辨，最後形成我們無法分辨的雜音。也許許多人在平時生活當中有過類似的經歷，可是卻從未想過為什麼，是我們目前的信號傳輸技術不夠嗎？筆者接著又做了以下的實測。

http://player.youku.com/player.php/sid/XNTQzOTMzMzE2/v.swf

    在視頻的開始，筆者同樣連接好了視頻通話功能，並對著筆記本麥克風說了和剛剛一樣的一句話「你好」，聲音開始反饋循環，7、8次之後聲音開始渙散變得無法辨識，不過與之前的情況稍有不同，最後產生的雜音與上一次的雜音卻截然不同，為什麼說同樣的一句話最後得到的雜音截然不同呢？這個待會兒看下去你會自然明白，我們在這裡先不詳細說明。為了證明最後得到的雜音是來自於反饋循環本身而不是傳輸過程，筆者同樣阻斷了的揚聲器，這樣兩臺設備的揚聲器均被阻隔，閉合的反饋迴路被人為的阻斷了，這時我們發現雜音不在延續。第二次試音也是一樣，一旦閉合的聲音反饋迴路被阻隔，雜音就不再繼續產生了。

    1，為什麼同樣的「你好」，在7、8次反饋之後，最後就演變成了我們無法辨識的雜音了呢？2，為什麼同樣的「你好」，最後得到的雜音有時聽上去差不多，而更多的情況卻完全不同呢？不要妄想牛頓經典物理學、無線電知識能幫助你完全解答原理和預知結果，可能我們唯一的希望只能寄託於這個我們還不太了解的混沌理論上，因為視頻中的現象就是混沌理論在我們身邊處處可見的實例中的一種。微小的變化因素在循環過程中產生了不可能計算和無法估量的結果，實際上與「蝴蝶效應」是一個道理，混沌理論範疇。