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。
基本介紹
- 書名：蝴蝶效應之謎：走近分形與混沌
- 作者：：張天蓉
- 頁數：200
- 定價：29元
- 出版時間：2013.7.1
- 開本：32
基本信息,編輯推薦,媒體評論,作者簡介,內容簡介,目錄,前言,序,
基本信息
《蝴蝶效應之謎：走近分形與混沌》：北京一隻蝴蝶拍了下翅膀，能引起加勒比海颶風嗎？分形天使和混沌魔鬼將揭示操縱這一切的“看不見的手”。
編輯推薦
“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：走近分形與混沌》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。
本書由原點閱讀出品。
原點閱讀（The Origin），清華大學出版社旗下的圖書品牌，秉承“科學，讓個人更智慧，讓社會更理性”的理念，致力於科學普及和科技文化類圖書的出版，傳播科學知識、科學精神、科學方法，展現科學的真實、獨立、智慧、多變、寬容、動人及迷人。
媒體評論
由真正懂科學的人以中文介紹科學，有長期的必要。而能將科學栩栩如生地介紹給公眾的作者，在中文世界還是鳳毛麟角，本書的作者張天蓉就是其中之一。如果您時間不夠不能全面閱讀，也不妨將這本書放在自己的書架上，也許不經意可以影響親朋好友，也在中文世界推廣了科學和理性。
——北京大學教授 饒毅
這本書是從物理的角度開始，用通俗易懂的語言和嫻熟的數學技巧剖析混沌的本質，然後推而廣之，述及混沌在其它各學科的套用。張天蓉博士既有很深的學術造詣, 又有入木三分的文筆，使得這本書既保持了科學的嚴謹性，令讀者開卷有益，收穫真知；又能深入淺出、趣味盎然、引人入勝。
——中國科學院數學與系統科學研究院教授 程代展
愛好科學的年輕人最需要知道的不是科學發現的結果，而是新思想的靈感來自何處？本書不僅僅是介紹那些耀眼的新思想，更是讓讀者了解發現新思想的源動力。
——科學網網友 Kevin
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。
內容簡介
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。
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：從分形龍談起
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：美妙的曼德勃羅集
1.8：美妙的朱利亞集
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：生命繁衍和混沌
2.8：有序到無序
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：大海撈針
5.4：混沌在通信中的套用
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
前言
有一首翻譯的英文詩：“釘子缺，蹄鐵卸；蹄鐵卸，戰馬蹶；戰馬蹶，騎士絕；騎士絕，戰事折；戰事折，國家滅。”
蘇軾詩：“斫得龍光竹兩竿，持歸嶺北萬人看。竹中一滴曹溪水，漲起西江十八灘。”
成語：“差若毫釐，繆以千里。”
以上文字可用一個現代著名而熱門的科學術語來概括：“蝴蝶效應”。
什麼是“蝴蝶效應”？此一名詞最早起始於上世紀六十年代，源至研究非線性效應的美國氣象學家洛倫茨，它的原意指的是氣象預報對初始條件的敏感性。初始值上很小的偏差，能導致結果偏離十萬八千里！
例如，1998年，太平洋上出現“厄爾尼諾”現象，氣象學家們便說：這是大氣運動引起的“蝴蝶效應”。好比是美國紐約的一隻蝴蝶扇了扇翅膀，就可能在大氣中引發一系列的連鎖事件，從而導致之後的某一天，中國上海將出現一場暴風雨！
也許如此比喻有些譁眾取寵、言過其辭？但無論如何，它擊中了結果對初始值可以無比敏感的這點要害和精髓，因此，如今，各行各業的人都喜歡使用它。
毫不起眼的小改變，可能釀成大災難。名人一件芝麻大的小事，經過一傳十、十傳百，可能被放大成一條面目全非的大新聞，有人也將此比喻為“蝴蝶效應”。
股票市場中，快速的計算機程控交易，通過網際網路反饋調節，有時，會使得很小的一則壞訊息被迅速傳遞和放大，以至於促使股市災難性下跌，造成如“黑色星期一”、“黑色星期五”這類一天的災禍。更有甚者，一點很小的經濟擾動，有可能被放大後變成一場巨大的金融危機。這時，股市的人們說：“這是蝴蝶效應”。
有人還打了一個不太恰當的比喻，來解釋社會現象中的“蝴蝶效應”：如果希特勒在孩童之年就得一場大病而夭折了的話，還會在1933年爆發第二次世界大戰嗎？對此我們很難給出答案，但是卻可以肯定，起碼戰爭的進程可能會大不相同了。
蝴蝶效應一詞還引發了眾多文人作家無比的想像力，多次被用於科幻小說和電影中。
然而，在這個原始的科學術語中，究竟隱藏著一些什麼樣的科學奧秘呢？它所涉及的學科領域有哪些？這些科學領域的歷史、現狀、和未來如何？其中活躍著哪些人物？他們為何造就了這個奇怪的術語？這兒所涉及的科學思想和概念，與我們的日常生活真有關係嗎？這些概念在當今突飛猛進發展的高科技中有何套用？如何套用？
從這些一個接一個的疑問出發，作者將用講故事的方式，帶你輕鬆愉快地走近科技世界中最美妙神奇的一個角落，向你展示蝴蝶效應之奧秘--分形和混沌理論，數學物理百花園中這兩朵美麗的奇芭！
僅以此書獻給我的家人：丈夫章球、兒子章剛、女兒章毅和章玄。
序
科學可以很有趣
北大教授 饒毅
雖然科學進入中國已幾百年，但恐怕還很難說中國是一個普遍理解科學的國度。
如果科學真深入了中國文化，就難以解釋為什麼即使是今天，中國民眾也還經常誤讀科學、甚至在極端少數人推動下，可以出現反科學的思潮。
由真正懂科學的人以中文介紹科學，有長期的必要。而能將科學栩栩如生地介紹給公眾的作者，在中文世界還是鳳毛麟角，本書的作者張天蓉就是其中之一。她的文筆也許有助於改善中國很多人只注重科學的功用而不欣賞科學的趣味的問題。
張天蓉是我國留美的物理博士。她念物理的時代，是我國青年對物理學趨之若鶩的時代。本來也喜歡物理、後來卻念了醫學再轉生物的我，對此深有體會。
我自己喜歡科學，也喜歡了解其他學科，十幾年來也寫科學介紹，所以對張天蓉的科普更是由衷的佩服。張博士的文章，不僅把科學講的很透徹，而且豐富多彩，引人入勝，是科學普及的極佳材料。
我希望不僅青少年，而且愛好科學、崇尚智力、推崇理性的成年人都成為張博士的讀者。
如果您時間不夠不能全面閱讀，也不妨將這本書放在自己的書架上，也許不經意可以影響親朋好友，也在中文世界推廣了科學和理性。
如果您時間不夠不能全面閱讀，也不妨將這本書放在自己的書架上，也許不經意可以影響親朋好友，也在中文世界推廣了科學和理性。
玄機妙語話混沌
中國科學院教授 程代展
自從 Lorenz 20世紀60年代偶爾由數值計算發現混沌吸引子以來, 混沌理論在許多領域中得到迅猛的發展. 混沌以其千姿百態的分形與吸引子, 以及難以捉摸的蝴蝶效應, 令人感到一種縹緲虛幻的玄妙和一絲撲朔迷離的詭異.
“混沌理論”最早起源於物理學家的研究，但卻不是正統物理學的範圍，它當然也不是正統數學理論, 它可算是在許多領域都能套用的邊緣學科. 每個學科的人都以不同的方式來理解它。搞生物的人用它分析生物體的結構和生命的進化；搞經濟的人用它探索金融股市的規律；作數學的則更多地將它與非線性及微分方程穩定性理論等聯繫起來. 這本書是從物理的角度開始， 套用通俗易懂的語言和嫻熟的數學技巧剖析混沌的本質, 然後推而廣之, 述及混沌在其它各學科的套用.
要寫好一本通俗讀物,有兩點是很重要的: 一是對該學科的深刻理解, 沒有這種理解就會把通俗讀物混同幻想小說; 二是文筆的生動流暢, 否則會寫成簡版的教科書. 張天蓉博士既有很深的學術造詣, 又有入木三分的文筆, 使得這本書既保持了科學的嚴謹性, 令讀者開卷有益, 收穫真知; 又能深入淺出、趣味盎然、引人入勝.
張博士系文革中大學畢業生, 是我當年第一屆科學院研究生院的同學, 後來在美國德克薩斯州奧斯汀大學獲物理學博士, 與我經歷相似. 細讀該書, 為之感動, 故不揣孤陋, 以為序.
