蝴蝶翅膀在振動

曲智慧

亞馬孫雨林的一只蝴蝶振動兩下翅膀，會引發(fā)美國得克薩斯州的一場龍卷風(fēng)？1963年美國的氣象學(xué)家洛倫茲提出了一個名詞，將類似“蝴蝶引起龍卷風(fēng)”的現(xiàn)象稱為“蝴蝶效應(yīng)”，用來比喻初始條件的一些小偏差會帶來結(jié)果的巨大改變，其他如馬蹄鐵掌上丟失了一個釘子，會讓一個國家走向滅亡;秋天一片飄落的桑葉，會點燃七國混戰(zhàn)的戰(zhàn)火等等，都是“蝴蝶效應(yīng)”的例子。

那么“蝴蝶效應(yīng)”是否真的存在呢？

氣象中的“蝴蝶效應(yīng)”

如果你是一個較真的人，你一定會想，洛倫茲是個異想天開的瘋子吧，一只小小的蝴蝶扇一下翅膀而已，怎么可能引起龍卷風(fēng)？要是龍卷風(fēng)真會發(fā)生，那世界上那么多只蝴蝶，豈不全世界天天都在刮龍卷風(fēng)？除了蝴蝶，還有很多飛蛾、麻雀呢，它們也天天扇翅膀，人類不是早就完了？

假如你真的這么想，這不能說你是錯的，畢竟龍卷風(fēng)、臺風(fēng)一年發(fā)生那么多次，可從來沒有一個氣象學(xué)家出來解釋說成因是蝴蝶扇動翅膀啊。不過，其實“蝴蝶效應(yīng)”中的“蝴蝶”大多數(shù)時候并不是指蝴蝶本身。

洛倫茨首次在報紙上提到這個理論，原文中其實講的是海鷗的翅膀會引起龍卷風(fēng)，他認(rèn)為小規(guī)模的氣流變化可以永遠(yuǎn)改變天氣，比如飛機(jī)氣流或者海鷗扇動翅膀的氣流。當(dāng)然，像這樣小的氣流之后的走向我們難以去檢測，但是小氣流匯入大氣流，大氣流最終改變氣候的狀況確實在發(fā)生，沃克環(huán)流與厄爾尼諾現(xiàn)象的關(guān)系正是如此。

厄爾尼諾現(xiàn)象是一種全球性的異常氣候現(xiàn)象，它會造成一些地區(qū)干旱而另一些地區(qū)又過澇的結(jié)果，比如2018年我國的暖冬、2019年南方地區(qū)的水災(zāi)等都受到了厄爾尼諾現(xiàn)象的影響。而這樣一種全球性的氣候現(xiàn)象，起因卻只是太平洋上的一股風(fēng)。

東、西太平洋的水溫高低不同，東太平洋受寒流和赤道信風(fēng)（這股風(fēng)受地球自轉(zhuǎn)偏向力的影響，每年都會自兩極吹向太平洋的東方，使太平洋洋面水溫下降）的影響水溫低、近海面的氣壓高，相較之下西太平洋水溫高、氣壓低，正常情況下風(fēng)會從東太平洋吹向西太平洋，我們把這股風(fēng)按發(fā)現(xiàn)者的名字命名為沃克環(huán)流。

沃克環(huán)流將給太平洋西部帶來豐沛的水汽，使太平洋兩岸氣候保持正常的干濕變化。但是當(dāng)沃克環(huán)流受種種因素影響減弱時，比如赤道信風(fēng)減弱，太平洋洋面水溫不再下降，而東太平洋的水溫會升高，東部洋面就會產(chǎn)生溫暖濕潤的上升氣流，削弱沃克環(huán)流，沃克環(huán)流所攜帶的水汽就無法帶到西岸，太平洋的東部區(qū)域?qū)⒆兊酶映睗穸嘤?，而西部會發(fā)生大面積的干旱，就會發(fā)生我們所說的厄爾尼諾現(xiàn)象。

你看，像厄爾尼諾這樣最終會影響全球的“龐大家伙”，它不也是由東南信風(fēng)、沃克環(huán)流這樣不起眼的“小家伙”所引起的嗎？

物理中的“蝴蝶效應(yīng)”

我們常常幻想自己如果擁有一臺動畫片《哆啦A夢》中的時光機(jī)，就可以回到過去彌補遺憾，但回到過去改變過去真的好嗎？電影《蝴蝶效應(yīng)》的男主角埃文就陷入了這樣的死循環(huán)：他對現(xiàn)狀不滿，于是自己一次次回到過去，單單只改變了一件他認(rèn)為錯誤的事情，但是未來卻沒有變得更好。埃文女友幼年遭受父親虐待，成年后受不了壓力自殺了，于是他回到女友幼年，用雷管威脅女友父親，結(jié)果女友拿起雷管被炸死;埃文朋友目睹女友弟弟燒死小狗，結(jié)果精神失常，他鼓勵朋友反抗女友弟弟，結(jié)果朋友失手殺死弟弟……

在影片中埃文自己回到并改變了過去，但是實際上，我們到底能不能改變過去呢？

蟲洞是理論上最可能制造時光機(jī)的物體

在量子物理學(xué)里，有個名詞叫做“量子蝴蝶效應(yīng)”，我們可以設(shè)計一個與外界隔離并高度可控的實驗系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)里，實驗是可以完美重復(fù)的，但是如果重復(fù)前做一個微小的改變，比如改變一個原子的位置，那么最終實驗結(jié)果將與開始時完全不同，還處于科學(xué)家的設(shè)想階段的蟲洞時光機(jī)就是這樣一個微小改變就影響全局的系統(tǒng)。

我們知道，現(xiàn)在看到的每一縷陽光，其實是8分鐘前太陽發(fā)射出來的，我們看到的是“過去8分鐘”的太陽光，那如果我們能去到距離地球幾百光年遠(yuǎn)的星球，再回望地球，看到的是不是幾百年以前的人和事了呢？但是顯然，即使這種想法能實現(xiàn)，我們看到的也不是過去，而是現(xiàn)在，因為在我們?nèi)ネ鶐装俟饽赀h(yuǎn)的時候，即使以光速前進(jìn)，也需要幾百年的時間，現(xiàn)在也成為了幾百年以前的過去。只有縮短我們?nèi)ネ鶐装俟饽晖馑璧臅r間，才能達(dá)到看到過去的目的。

于是“蟲洞時光機(jī)”理論應(yīng)運而生。廣義相對論表明，大質(zhì)量的物體，如太陽或黑洞會扭曲空間和時間，也就是說時間和空間可以像卷成紙筒一樣折疊起來，時空的這一端和另一端甚至?xí)丿B。如果我們穿越黑洞，那么幾百光年的距離也只是一瞬間，這就不影響我們看到過去了。

但是，眾所周知，黑洞具有遞增的引力，如果我們試圖穿越它，在進(jìn)入黑洞之前可能已被撕成碎片，而“蟲洞”不是，在科學(xué)家的想象中，蟲洞具有扭曲時空的引力，但是它的引力不會增強(qiáng)，穿越蟲洞時可以不被撕裂。

但是蟲洞真的存在嗎？

不同的科學(xué)家對蟲洞有不同的理解，霍金認(rèn)為宇宙中存在無數(shù)的微小的蟲洞，而且處在不斷消失和形成過程中;有科學(xué)家認(rèn)為蟲洞是黑洞和白洞之間的通道;還有的認(rèn)為蟲洞連接著遙遠(yuǎn)的恒星，美國物理學(xué)家基普·索恩還計算出了人類建造一個蟲洞時光機(jī)需要多少能量。

但是不管科學(xué)家們對蟲洞有多少不同的設(shè)想，他們都堅持一點：蟲洞的存在需要大量的能量維持，為了維持一個半徑為一千米的蟲洞，所需要能量的物質(zhì)質(zhì)量相當(dāng)于整個太陽系的質(zhì)量。與此同時，蟲洞又是非常脆弱的，即使很小的擾動（包括你嘗試穿過它的擾動）都會導(dǎo)致它坍塌。

這樣看來，即使真的發(fā)現(xiàn)或造出蟲洞，想通過蟲洞回到過去，都是幾乎不可能完成的任務(wù)，更何況還要改變過去呢？一點微小的改變都會使你的時空旅行有去無回。

生活中的“蝴蝶效應(yīng)”

好吧，你可能會說就算“蝴蝶效應(yīng)”確實存在吧，但是厄爾尼諾現(xiàn)象和蟲洞時光機(jī)卻好像跟你關(guān)系并不大啊，就算它們受到蝴蝶效應(yīng)的影響，你也無法改變什么，那為什么還要學(xué)習(xí)“蝴蝶效應(yīng)”呢？

先看一下本文開頭提到的飄落桑葉的故事吧。這個故事的名字叫“卑梁之釁”，發(fā)生在春秋時代。當(dāng)時吳國與楚國的邊境是“卑梁”與“鐘離”兩個小城，兩城距離很近，吳、楚兩國的少女，經(jīng)常一起嬉戲與采集桑葉。一次吳楚兩個少女為了一片桑葉吵架，楚國的少女受傷了，楚國家長跑去理論，結(jié)果打死了吳國少女的家長。

卑梁城的吳國人，為了報仇，殺了楚國鐘離城少女全家，接著楚國人屠了吳國全村，吳王余昧又派兵攻打楚國鐘離城，進(jìn)行屠殺報復(fù)。吳楚兩國就這樣你打我我攻你，結(jié)為世仇。

故事還沒完，吳王余昧的兒子王僚繼位之后，又集結(jié)了10萬大軍去討伐楚國，楚平王則聯(lián)合頓、胡、陳、沈、蔡、許六個國家組成聯(lián)軍抗擊吳國，后來吳國取得了最終的勝利，而楚國從此一蹶不振。

這個故事可以總結(jié)為“一片桑葉引起的戰(zhàn)爭”，當(dāng)然我們知道，戰(zhàn)爭最終能打起來，為的是利益，但是導(dǎo)火索或者說戰(zhàn)爭的借口確實是一片桑葉啊。在這場因桑葉而起的紛爭中，每個參與者都寸步不讓，最終釀成大禍，這不是“蝴蝶效應(yīng)”最殘酷的例子嗎？

我們?nèi)粘Ｉ钪械摹昂辈恢劣跁饝?zhàn)爭，但是它的影響也不容小覷：河北省的王傳民12歲因一點小事與父親賭氣離家出走，沒想到與家人從此分離長達(dá)29年;安徽省的周安員老師因為調(diào)解學(xué)生之間的爭吵，無意與學(xué)生發(fā)生肢體沖突，結(jié)果被學(xué)生家長逼迫至跳江自殺……

每一個悲劇的起因大多數(shù)時候都只是一只小小的“蝴蝶”，而使你的生活變得更好或更差的并不是這些“蝴蝶”，是你的處事態(tài)度，遇到事情時你如何去解讀，如何去應(yīng)對。我們學(xué)習(xí)“蝴蝶效應(yīng)”，不僅要理解，一個小雪團(tuán)有越滾越大最終壓跨一座房屋的可能，更是要學(xué)會，如何在小雪團(tuán)沒有發(fā)展壯大時，用自己的智慧去化解它。