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研究因溫度的變化而引起的物理現(xiàn)象的門類

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分形與混沌 　　1967年．比諾埃特·曼德布羅特，一個年輕的法國數(shù)學(xué)家，在國際權(quán)威的美國《科學(xué)》雜志上提出這樣一個問題：英國的海岸線有多長？答案是“不確定的”。　　曼德布羅特為了給海岸線這類復(fù)雜圖形命名，翻遍了拉丁文詞典。于1975年冬天取了fractured（斷裂）和fractional（碎片的）中的部分字母，組成“fractal”表示極不規(guī)則、支離破碎的意義，稱為分形。　　分形到處存在，起伏不平的山脈、蜿蜒的河流、彎彎曲曲的海岸線、變幻無窮的浮云、美麗多姿的雪花、金光四射的閃電、令人眼花繚亂的滿天繁星、材料的裂紋、混沌與湍流、……，現(xiàn)代計算的結(jié)果表明，這些極不規(guī)則的曲線的重要特征就是自相似性，即局部與整體相似。　　在物理學(xué)研究上，涉及到兩大類空間有規(guī)律的結(jié)構(gòu)：一類是具有平移不變性的周期結(jié)構(gòu)，另一類是具有標(biāo)度不變性的自相似結(jié)構(gòu)。混沌學(xué)（Chaos）作為非平衡態(tài)統(tǒng)計中最重要的成就之一，它研究第二類實空間中的無窮嵌套的自相似結(jié)構(gòu)的規(guī)律，從而提示了有序與無序的統(tǒng)一、確定性與隨機(jī)性的統(tǒng)一。利用牛頓力學(xué)的計算，1757年哈雷衛(wèi)星在預(yù)定的時間回歸，1846年海王星在預(yù)言的方位上被發(fā)現(xiàn)，但是牛頓力學(xué)在20世紀(jì)60年代遇到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，人們發(fā)現(xiàn)由牛頓力學(xué)支配的系統(tǒng)，雖然其運(yùn)動是由外力決定的，但是在一定條件下，卻是不能預(yù)測的。原來牛頓力學(xué)顯示的決定論的可預(yù)測性，只是那些受力和位置或速度有線性關(guān)系的系統(tǒng)，對于受力較復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，牛頓力學(xué)不再適用了。而在自然界中到處存在著對初值敏感的非線性系統(tǒng)，對初值的敏感性是混沌運(yùn)動的普遍的基本特征。兩次只是初值不同的混沌運(yùn)動，它們的差別隨時間的推移越來越大，按指數(shù)規(guī)律增大。也就是說，我們對稍長時間之后的混沌運(yùn)動不可能預(yù)測。在此可以說，混沌是決定論的混亂。　　參考文獻(xiàn)：　　1．趙凱華。 新概念物理教程·熱學(xué)。 北京：高等教育出版社。 1998 　　2．張三慧。 大學(xué)物理學(xué)·力學(xué)。 清華大學(xué)生出版社。 1999　　3．馮端。 馮步云著。 熵。 北京：科學(xué)出版社。 1992。