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我们的气候正在走向数学意义的混沌么？ -维克多 J. 唐奈

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    对于我们大多数人来说，2摄氏度的温度变化并没有多大区别
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    还不足以让你开关窗户
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    但是科学家警告由于大气中二氧化碳浓度的升高
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    地球上即便升高这一点点温度
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    将会在全球导致一个灾难性的影响
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    这样单个可测因素的微小变化
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    是怎样导致其他因素发生大量不可预测的变化的呢？
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    答案就是数学上的一个临界点的概念
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    我们可以从熟悉的桌球游戏中理解
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    桌球的基本运动规律
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    就是它会沿着直线运动，直到撞到壁上
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    会有一个与进入角度相等的反弹角
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    为了简化，我们假设没有摩擦
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    所以球的运动就有很不确定性
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    为了使情况更加简单
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    让我们看看只让一个球在一个绝对圆的桌上运动会发生什么
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    当球被击中并开始按规律运动的时候
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    会形成一个平滑的星形图案
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    如果我们在不同的位置或角度开球
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    图案上的一些细节就会受到影响
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    但是整体情况是一样的
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    经过一些测试和一些基本的数学模型分析后
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    仅仅简单依靠开球的条件
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    我们能在球运动之前就预测它的路线
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    但是如果我们对桌子的形状做一小点改变
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    会发生什么呢？
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    我们将桌子分成两半
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    在顶部和底部插入两条直边
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    我们会看到，随着球从平整的边弹出
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    它开始在整个桌上运动
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    它同样遵循着桌球的运动规律
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    但是运动的结果就不再是我们认识的模型了
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    在这个系统运行的过程中
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    我们只改变了一小点约束条件
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    我们就改变了这个桌球的运动模式
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    从可以预测的、稳定的运动
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    到混乱的、不受控制的运动模式
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    因此创造了一个数学家数学家称作无序运动模型的东西
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    在（圆形）桌子上放置两条直边作为临界点
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    将这个系统的规律运动
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    变成了无序运动
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    对于复杂的地球气候问题
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    我们能从这个简单的例子中得到什么启发呢？
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    我们可以把桌子的形状比作大气中二氧化碳的水平
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    或是地球的平均温度
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    在这个桌球运动或说是气候变化的模型中
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    这两者是影响这个系统表现的条件
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    在过去的一万年里
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    二氧化碳在大气中的当量集中在百万分之二百七十左右
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    以此保证整体系统保持稳定
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    这对于人类的生活相当规律和适宜
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    但现在二氧化碳水平达到了百万分之四百左右的水平
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    而且在下个世纪可能达到五百至八百
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    我们就可能到了“临界点”了
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    那时，在全球平均温度范围内一个小的附加变化
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    可能与桌球实验中的变化有同样的影响
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    导致非常危险的气候变化
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    出现更多难以预测的极端的、激烈的天气事件
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    更重要的是，越发不适宜人类生活
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    数学家们仔细研究的这些假想模型
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    可能与我们的实际情况有所不同
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    但是它提供给我们一个思考的框架和方法
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    能被用于理解更多真实生活中更复杂的问题
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    在这种情况下
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    理解在系统中一个微小的条件变化的影响怎样导致一个更大的影响
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    给我们更多对目前凭我们的感官不能鉴别的
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    预测危险的能力
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    因为一旦我们看到这个结果，那时已经太迟了
Title:
我们的气候正在走向数学意义的混沌么？ -维克多 J. 唐奈
Description:

完整课程视频请点击 http://ed.ted.com/lessons/is-our-climate-headed-for-mathematical-chaos-victor-j-donnay

科学家们已经警告若二氧化碳浓度持续升高，即便地球气温上升区区2摄氏度也会给全球带来灾难性的影响。但是一个因素的微小的、可测的变化是怎么让其他因素发生如此巨大而不可预测的变化的呢？维克多 J. 唐奈用桌球的例子为大家阐述临界点、混沌运动的意义和它们对于气候变化的启示。

课程由维克多 J. 唐奈讲述，由卡洛配画。
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:11

Chinese, Simplified subtitles

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