教育混沌论
【内容摘要】混沌理论是上世纪继牛顿力学和量子力学之后出现的第三大理论,集确定论和随机论于一体。它的出现,不仅是科学分支的增多,还有科研范式的革命,指导科研从简单范式转向复杂范式。混沌理论在教育和教育科研领域的运用,,却是我们正在经历的革命。"布莱克在《混沌创始新科学》中写道:“相对论排除了对绝对时间和空间的牛顿幻觉;量子论排除了对可控测量过程的牛顿迷梦;混沌那么排除了拉普拉斯决定论的可预见性的梦想。”(精品文档请下载)
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1963年的一次试验中,。在该模型中汇总了风速、气压、和温度三种数据,,E。N。Lorenz决定走捷径,,进步精度到0。506127再送回。他知道这将产生1/1000的误差,并预计在气象预测结果中和原来的计算将有同等小的差异。然而令他吃惊的是两组数据运算出来的结果几乎没有相似之处。在惊愕之余,:当计算机反响出每一步的结果并作为源数据重新输入(即迭代)时,两组数据开场时的细微差异被迅速放大为宏大的差异,这一推论使E。。(精品文档请下载)
1979年12月,E。N。Lorenz在一次讲演中提出:“一只蝴蝶在巴西扇动翅膀,有可能会在美国的德克萨斯引起一场龙卷风。”此后,西方民谚“丧失一个钉子,坏了一只蹄铁;坏了一只蹄铁,折了一匹战马;折了一匹战马,伤了一位骑士;伤了一位骑士,输了一场战斗;输了一场战斗,亡了一个帝国”,还有汉语成语“千里之堤,溃于蚁穴",再加上“蝴蝶效应"便成了混沌理论形象的说法.(精品文档请下载)
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①非线性系统的非因果性:当原因和结果间的关系并不确定时,便产生非线性现象。所谓非线性关系是指系统中自变量和变量之间不成线性关系,成曲线或抛物线关系或不能定量, 使得整体不再是简单地等于部分之和。
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②对初始条件的极端敏感依赖性:在经典动力学看来,初始条件的微小变化,对将来状态所造成的差异也微小;反之亦然。而混沌理论认为,初始条件的非常微小的变化经过不断放大,对其将来状态会造成极其宏大的差异。值得注意的是“会造成”而不是“一定会”,可以理解为“有可能”但“不一定"(短期可以预测,长期不可以预测)。(精品文档请下载)
③能量法那么:如同水的运动一样,:人类在不同的地区依不同的人口理论建造了数以万计的城市,但人口每减半,城市数必多16倍;人类历史上每当战争规模扩大1倍,发活力率降为1/2。62;战争死亡人数每增倍,发生次数降为1/4.④分形:分形是一个暂新的科学名词。它打破了传统几何学的语言描绘,分形集都具有任意小尺度下的比例细节(或者说它具有精细的构造)和某种自相似形式(可能是近似的自相似或者统计的自相似)。在越杂乱无章的领域,分形理论越能显示其有效性。例如对海岸线长度的测量,分形越细致,发现的细节就越多,测量的数据就越接近真实。(精品文档请下载)
⑤自相似性:按照分
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