基本信息
蝴蝶效應之謎
走近分形與混沌
作者張天蓉
類別圖書/非虛構
出版社清華大學出版社
出版日期2013-06
ISBN9787302324065
提供方清華大學出版社
字數約101,000字
導言
“為什麼世界這么美麗,因為我眼睛看到的都是分形。”有學者這么說。從漫長蜿蜒的海岸線,到人體大腦的結構,分形無處不在!在美得像天使一樣的分形中人類有什麼樣的驚人發現?一棵馬蹄釘跌倒一個王子,一個王子輸掉了一場戰爭,一場戰爭失掉了一個王國,同時也改變了整個世界,差之毫厘,失之千里。看似“風馬牛不相及”的事物之間到底蘊涵著什麼樣的規律?
《蝴蝶效應之謎》從美妙動人的分形到神秘莫測的混沌,探究科學規律的內在之美,發現無序中之有序。有人將分形和混沌理論譽為繼相對論和量子力學之後的20世紀物理學的第三次革命。本書首先描述了各種分形的基礎知識和特性,包括線性疊代產生的分形如分形龍、科和曲線等,以及非線性疊代產生的曼德勃羅集、朱利亞集等。通過這些例子,介紹了自相似性及分數維的概念。然後,遵循混沌現象發展的歷史,通過講述龐加萊的三體問題、洛倫茨的蝴蝶效應等等故事和趣聞,將讀者帶進神奇混沌理論的天地中。再進一步通過對一個簡單混沌系統——邏輯斯蒂映射的探討,詳細介紹分岔理論、穩定性、及費根鮑姆普適常數等概念。
本書後半部分,介紹了分形和混沌在各個領域的套用及前景、分形和混沌的關係、以及與分形混沌密切相關而發展起來的非線性科學。
俗話說:“授人以魚不如授人以漁”,作為科普書,介紹知識固然重要,傳授科學研究之方法更為重要,本書極力體現這個宗旨。作者不僅介紹科學,還煞費苦心地重點介紹科學家作出重大發現時的思路歷程,帶領讀者一起思考,從前人的經驗教訓中得到深刻啟示,從而激發讀者的好奇心和創造力。
一本老少皆宜、文理兼容的科普讀物。圖文並茂,用輕鬆有趣的語言,加之通俗生動的圖解,來講述深奧難懂的科學理論。為廣大讀者剝開理論的堅果,使不同領域的人士,都能領悟到數學及物理學的無窮魅力。
作者簡介
張天蓉,女,四川成都人。美國德克薩斯州奧斯汀大學理論物理博士,現住美國芝加哥。研究過黑洞輻射、費曼路徑積分、毫微微秒雷射、高頻及微波通訊的EDA積體電路軟體等。發表專業論文三十餘篇。2008年出版科普小說《新東方夜譚》;2010年11月出版懸疑小說《美國房客》。2012年開始,在科學網發表一系列科普博文,其文風深入淺出,趣味盎然,且保持科學的嚴謹性,深得讀者喜愛。
目錄
序一科學可以很有趣
序二玄機妙語話混沌
前言
第一篇美哉分形
1.1有趣的分形龍
1.2簡單分形
1.3分數維是怎么回事?
1.4再回到分形龍
1.5大自然中的分形
1.6分形之父的啟示
1.7魔鬼的聚合物——曼德勃羅集
1.8朱利亞的故事
第二篇奇哉混沌
2.1拉普拉斯妖
2.2洛倫茨的迷惑
2.3奇異吸引子
2.4蝴蝶效應
2.5超越時代的龐加萊
2.6三體問題及趣聞
2.7生態繁衍和混沌
2.8從有序到混沌
2.9混沌魔鬼“不穩定”
第三篇分形天使處處逞能
3.1分形音樂
3.2分形藝術
3.3分形用於圖像處理
3.4人體中的分形和混沌
第四篇天使魔鬼一家人
4.1萬變之不變
4.2再回魔鬼聚合物
4.3混沌遊戲產生分形
4.4混沌和山西拉麵
第五篇混沌魔鬼大有作為
5.1單擺也混沌
5.2混沌電路
5.3股市大海找混沌
5.4混沌在CDMA通信中的套用
第六篇一生二,二生三,三生萬物
6.1三生混沌
6.2自組織現象
6.3孤立子的故事
6.4生命遊戲
6.5木匠眼中的月亮
參考文獻
從數學遊戲到真實世界