走进不科学 - 第1071节

    作为一名非气象学的物理从业者，徐云认识的气象学家也就那么三五个人——当然了，不包括叶笃正竺可桢这些华夏前辈。
    而就是这三五个人中，便恰好有罗斯贝的身影。
    毕竟这位大佬将波动理论引入到了气象学里，属于近代气象学中很有名的一位物理学家。
    某种意义上来说。
    他的名气近乎与皮叶克尼斯齐名。
    另外罗斯贝半径也是一个非常知名的物理概念，后世的引申度很广。
    “没错，就是他，一个瑞典人。”
    叶笃正眉头扬了扬，看起来似乎对徐云听说过自己的导师有些小欣喜：
    “罗斯贝导师也是数值气象预报的提出者之一，在麻省理工和芝加哥大学都工作过。”
    “十年前他重新回到了斯德哥尔摩，在斯德哥尔摩大学当任起了气象中心主任，四年前因病去世了。”
    说完这些。
    叶笃正眼中的回忆之色稍退，取而代之的是一抹复杂神采：
    “罗斯贝导师一直认为，我们头顶的大气是一个随机系统，所谓求解大气波动方程，实际上只是在求一个近似解而非精确的解罢了。”
    “这也是目前全球相当主流的一种看法，甚至在很长时间里，我也秉持着这种态度。”
    “但是……”
    说到这里。
    叶笃正忍不住看了眼徐云，呼出一口浊气，说道：
    “但是在韩立同志你帮我建立了那个模型后，我愈发感觉这个理论并不正确。”
    “我总觉得大气系统并不是完全随机，而是另一种非常玄妙但却可以被计算掌握的情况。”
    “更重要的是……我在几天前做了一个实验。”
    徐云再次一怔，下意识问道：
    “什么实验？”
    叶笃正沉吟片刻，从身边拿起了自己的公文包。
    只见他从中翻找了几下，很快取出了一本黑色的笔记本，将它递到了徐云面前：
    “韩立同志，你看看这个吧。”
    随后意识到徐云现在可能还没有接取重物的能力，叶笃正特意把笔记本翻到了自己要展示的页面。
    徐云低着脑袋看了几眼，旋即便有些诧异的抬起了头：
    “叶主任，这是……两份气象数据的模拟结果？”
    “是的。”
    叶笃脸上的表情非常凝重，指着上头的数据，解释道：
    “准确来说，这是两组极小差值数据得出的模拟结果。”
    “第一份数据的环流场参数是1.14514，第二份数据的参数则被我四舍五入成了1.1452，其余19组数据全部相同。”
    “但是……就是这么个微小的差值，最终推导的结果却相差了十万八千里。”
    “前者七个小时内天气晴朗，后者却是三个小时后会有一场特大暴雨。”
    叶笃正自己都没有注意到。
    说这番话的时候，他的手指都有些颤抖。
    其实早在一周前……也就是推导数据模型的那个晚上，叶笃正便和陶诗言聊过了一些事情。
    那时候他甚至还给自己的猜测取了个名字，叫做太素系统。
    但当时的叶笃正更多还是偏向于一种猜想，并没有太多实际证据支撑。
    促使他产生这种想法的原因不是数据或者现象，而是他在徐云帮助下建立的、气象此前从未有过的气象模型。
    然而就在几天前。
    一个意外发生了。
    当时上级部门鉴于气象中心在天气预测中做出的巨大贡献，主动提出对气象中心的成员进行物质上的嘉奖。
    在给集体申报完奖励后。
    叶笃正忽然鬼使神差的提出了一个要求：
    他个人不需要任何奖励，只是希望首都够腾出一小部分104计算机的算力帮他模拟一次计算结果，整个推导过程只会改变一个参数。
    上级部门经过评估后认为这个要求不算过分，便允许104机配合他做了一次模拟。
    然而没想到的是……
    1.14514和1.1452这两个初始参数得出的结果，相差之大如同朱时茂和陈佩斯的发量！
    这个结果也惊动了首都的竺可桢先生，于是竺老换了个思路，从中间部分截取参数进行修改模拟。
    这次非初始参数的修改虽然依旧在结果上有所变化，但出入程度远远没有第一次那么大。
    换而言之……
    叶笃正所构筑出的模型，对于初始条件极端敏感。
    同时这种敏感并非完全随机，而是一种更加复杂的离散态——否则竺老的实验结果应该同样偏散才是。
    想到这里。
    叶笃正不由深吸一口气，对徐云说道：
    “韩立同志，你对气象多普勒雷达的原理非常了解，气象数据方面的造诣也比我深。”
    “所以我今天前来找你就是想请教一件事，我们的大气系统……到底是一个什么状态？”
    “是极致精确，还是完全随机？亦或者是某种无限接近精确的近似？”
    “……”
    看着一脸疑惑的叶笃正。
    徐云心中，也不由冒出了一股浓浓的意外。
    如果说气象多普勒雷达是他在阻尼器那会儿就考虑到的后手。
    那么叶笃正此时的情况，就完全不在他的预料范围内了，甚至可以说是远远脱离了他的掌控。
    起码徐云无论如何都不会想到。
    叶笃正居然会越过数值天气预报，直接奔向了……
    混沌系统！
    没错。
    混沌系统！
    众所周知。
    近代物理学界对于世界的认知是呈现递进态的，版本不停在优化更新。
    首先是爱因斯坦的相对论打破了小牛的绝对时空观。
    接着量子力学的创立，揭示了微观粒子运动的随机和不确定性。
    第三阶段便是眼下这个时期。
    也就是决定论框架中的随机性研究，引出了……
    混沌理论。
    混沌理论最早被提出于1963年，距离现在还有一些时间。
    当时气象学家爱德华·诺顿·洛伦茨建立了一个简化的气象模型，用来模拟气象情况。
    这个模型一共用了12个参数，用以表征基本的气象特征，诸如气压、温度等等，比叶笃正此时用到的20个参数简易很多。
    在一次的模拟过程中。
    洛伦茨为了保证数据准确，决定重新运行一下这个程序的一部分。
    不过为了节约时间。
    他并没有从头运行这个模型，而是从运行中段的某一时刻作为初始点来运行。
    熟知数值运算的同学应该都知道。
    程序不变，初始点又是来自上一次运行结果。
    那么理论上不管再运行多少次，最终得到的结果都是一样的。
    但是这一次却不同。
    当时洛伦茨的二次运行结果和上次大相径庭，偏离得毫无规律。
    就好像这个结果是来自一个完全不同的程序一般。
    最早经过仔细的核查，洛伦茨发现他把一个数据在抄写过程中简化了两个小数点。
    就是这么一丢丢偏差，导致了运行结果的截然不同。
    最终洛伦茨在63年提出了赫赫有名的混沌理论，其中最有代表性的就是蝴蝶效应的那句话：
    “一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，可以在两周以后引起德克萨斯州的一场龙卷风。”
    当然了。
    需要解释的一点是……
    这句话的本意其实并不是说【蝴蝶的翅膀引发了风暴】。
    而是……
    【引发风暴的原因太复杂了，以至于我们需要知道每一只蝴蝶的翅膀，才有可能预测这个结果。】
    而混沌理论的出现，则彻底将物理界推向了另一个方向。