2019年1月24日

蝴蝶效应与牙买加美食

世界最有趣的数学家尼拉·张伯伦描述了天气模型的精妙数学

作者：伊芙琳·兰姆

A Lorenz attractor in red. It looks like a complicated curve with two main sections and some crossover paths between them — 洛伦茨吸引子，一个混沌系统的可视化表示。

仙王座*维基媒体*

本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点

在本期我们的播客节目“我最喜欢的定理”中，我的联合主持人凯文·克努森和我很高兴与尼拉·张伯伦交谈。您可以在这里或在kpknudson.com收听该节目，那里也有文字记录。

关于支持科学新闻

如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道订阅。通过购买订阅，您将有助于确保有关当今世界塑造的发现和想法的具有影响力的故事的未来。

张伯伦博士是一位应用数学家，也是英国数学及其应用研究所的候任主席。去年夏天，他在由 Aperiodical 的克里斯蒂安·劳森-珀费克特主持的大型互联网数学竞赛中被正式宣布为世界最有趣的数学家。他选择谈论洛伦茨方程，这是一个最初由爱德华·洛伦茨开发的数学系统，用于模拟大气，从而模拟天气。

尽管这些方程相当简单，但洛伦茨发现，输入中的微小变化会导致截然不同的输出。洛伦茨系统是混沌行为最受欢迎的例子之一。（长期播客听众可能还记得贾娜·罗德里格斯·赫兹也在她的播客节目中向我们介绍了混沌系统。）洛伦茨的工作导致了“蝴蝶效应”一词的出现：像蝴蝶翅膀的轻微拍动这样的事情都可能在世界的另一端引发飓风。有关洛伦茨系统的更多信息，请单击此处。

洛伦茨吸引子（其一个例子在本帖顶部显示）显示了这种混沌行为的样子。“吸引子”一词意味着它是系统中粒子被拉向的路径。但其复杂的形状显示了系统的混沌行为。沿着曲线移动的点会突然从一侧移动到另一侧，并且在空间中从附近位置开始的点可能会相对较快地在曲线上非常不同的位置结束。有关带有蝴蝶的交互式洛伦茨吸引子，请参阅马林·克里斯特森的此页面。有关洛伦茨吸引子的一些精美图像，请查看保罗·伯克的此页面。

天气是一个非常有趣的话题，我们花了大量时间在播客中讨论它。天气是一个混沌系统这一事实意味着，在预测未来几天的天气方面，提高天气预报准确性的希望不大。不同的天气模型有时会有非常不同的预测。张伯伦博士提到了 1987 年袭击英国和法国北部部分地区的风暴。法国模型已经预测到它，但英国模型没有。您可以在此处阅读更多关于 1987 年大风暴的信息。

在每期播客中，我们都会请我们的嘉宾将他们的定理与某物配对。张伯伦博士的父母是牙买加人，他选择阿基果和盐鱼这道牙买加菜肴作为洛伦茨方程的完美搭配。（如果像凯文和我一样，你之前没有听说过阿基果，它是一种热带和亚热带水果，质地类似于炒鸡蛋。）您必须收听播客才能了解它们为什么是如此好的搭配。

您可以在他的网站和Twitter上找到张伯伦博士。您可以在kpknudson.com和统一之根找到有关此播客中出现的数学家和定理的更多信息，以及其他令人愉悦的数学知识。此处的文字记录可用。您可以在 iTunes 和其他播客传送系统中订阅和评论该播客。我们很乐意收到听众的来信，因此请发送邮件至myfavoritetheorem@gmail.com。凯文·克努森在 Twitter 上的用户名是@niveknosdunk，我的用户名是@evelynjlamb。该节目本身也有一个 Twitter 订阅源：@myfavethm和一个Facebook 页面。下次加入我们，了解另一个有趣的数学知识。

之前在“我最喜欢的定理”节目中