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书名： 蝴蝶效应之谜走近分形与混沌
建议用途： 床头科普
ISBN:9787302324065
蝴蝶效应之谜走近分形与混沌
作者:张天蓉
出版日期:2013年6月
出版社:清华大学出版社
定价: 29.00元
内容简介
有人将分形和混沌理论誉为继相对论和量子力学之后的20世纪物理学的第三次革命。《蝴蝶效应之谜:走近分形与混沌》首先描述了各种分形的基础知识和特性，包括线性迭代产生的分形如分形龙、科和曲线等，以及非线性迭代产生的曼德勃罗集、朱利亚集等。通过这些例子，介绍了自相似性及分数维的概念。然后，遵循混沌现象发展的历史，通过讲述庞加莱的三体问题、洛伦茨的蝴蝶效应等等故事和趣闻，将读者带进神奇混沌理论的天地中。再进一步通过对一个简单混沌系统－－逻辑斯蒂映射的探讨，详细介绍分岔理论、稳定性、及费根鲍姆普适常数等概念。
《蝴蝶效应之谜:走近分形与混沌》后半部分，介绍了分形和混沌在各个领域的应用及前景、分形和混沌的关系、以及与分形混沌密切相关而发展起来的非线性科学。
俗话说：“授人以鱼不如授人以渔”，作为科普书，介绍知识固然重要，传授科学研究之方法更为重要，《蝴蝶效应之谜:走近分形与混沌》极力体现这个宗旨。作者不仅介绍科学，还煞费苦心地重点介绍科学家作出重大发现时的思路历程，带领读者一起思考，从前人的经验教训中得到深刻启示，从而激发读者的好奇心和创造力。
一本老少皆宜、文理兼容的科普读物。图文并茂，用轻松有趣的语言，加之通俗生动的图解，来讲述深奥难懂的科学理论。为广大读者剥开理论的坚果，使不同领域的人士，都能领悟到数学及物理学的无穷魅力。
作者简介
张天蓉，女，四川成都人。美国得萨斯州奥斯汀大学理论物理博士，现住美国芝加哥。研究过黑洞辐射、费曼路径积分、毫微微秒激光、高频及微波通讯的EDA集成电路软件等。发表专业论文三十余篇。2008年出版科普小说《新东方夜谭》；2010年11月出版悬疑小说《美国房客》。2012年开始，在科学网发表一系列科普博文，其文风深入浅出，趣味盎然，且保持科学的严谨性，深得读者喜爱。
目 录
序一 科学可以很有趣
序二 玄机妙语话混沌
前言
篇 ：美哉分形
1.1：从分形龙谈起
1.2：简单分形
1.3：分数维是怎么回事？
1.4：再回到分形龙
1.5：大自然中的分形
1.6：分形之父的启示
1.7：美妙的曼德勃罗集
1.8：美妙的朱利亚集
第二篇：奇哉混沌
2.1：拉普拉斯妖
2.2：洛伦茨的迷惑
2.3：奇异吸引子
2.4：蝴蝶效应
2.5：超越時代的庞加莱
2.6：三体问题及趣闻
2.7：生命繁衍和混沌
2.8：有序到无序
2.9：混沌魔鬼不稳定
第三篇：分形天使处处逞能
3.1：分形音乐
3.2：分形艺术
3.3：分形用于图像处理
3.4：人体中的分形和混沌
第四篇：天使魔鬼一家人
4.1：万变之不变
4.2：再回魔鬼聚合物
4.3：混沌游戏产生分形
4.4：混沌和山西拉面
第五篇：混沌魔鬼大有作为
5.1：单摆也混沌
5.2：混沌电路
5.3：大海捞针
5.4：混沌在通信中的应用
第六篇：一生二，二生三，三生万物
6.1：三生混沌
6.2：自组织现象
6.3：孤立子的故事
6.4：生命游戏
6.5：木匠眼中的月亮
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媒体评论
由真正懂科学的人以中文介绍科学，有长期的必要。而能将科学栩栩如生地介绍给公众的作者，在中文世界还是凤毛麟角，本书的作者张天蓉就是其中之一。如果您时间不够不能全面阅读，也不妨将这本书放在自己的书架上，也许不经意可以影响亲朋好友，也在中文世界推广了科学和理性。
——北京大学教授 饶毅
这本书是从物理的角度开始，用通俗易懂的语言和娴熟的数学技巧剖析混沌的本质，然后推而广之，述及混沌在其它各学科的应用。张天蓉博士既有很深的学术造诣，又有入木三分的文笔，使得这本书既保持了科学的严谨性，令读者开卷有益，收获真知；又能深入浅出、趣味盎然、引人入胜。
——中国科学院数学与系统科学研究院教授 程代展
爱好科学的年轻人很需要知道的不是科学发现的结果，而是新思想的灵感来自何处？本书不仅仅是介绍那些耀眼的新思想，更是让读者了解发现新思想的源动力。
——科学网网友 Kevin
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2．2﹕洛伦茨的迷惑
李四洋洋洒洒地高谈阔论了一番，张三笑起来了，说李四犯了和他的物理界老祖宗们一样的毛病，把物理当成哲学了。物理毕竟不是哲学，你还是给我们讲一些具体点的东西吧，讲与你的那个X教授做的课题有点关系的。
李四扶正了带着的深度近视眼镜，仍然不紧不慢的，一边打开一本书，一边说，这不马上就要进到正题了吗：经典力学为何导出了决定论？混沌理论又是怎样证明一个决定论的系统也可以出现随机的行为的呢？你们看，当我们翻开任何一本关于混沌数学的书，差不多都能看到与图（2．2．1）类似的图案。那是混沌理论的有名标签：洛伦茨吸引子【C】。
图（2．2．1）：洛伦茨吸引子【C】
“什么是‘吸引子’啊？”王二问。
李四摸了摸大脑袋说：“你的问题提得好啊，不过，‘吸引子’这个题目超前了一点儿，以后再讲。今天，我先讲讲这个图的来由，讲讲洛伦茨的工作吧……”
爱德华·洛伦茨（1917－2008）是一位在美国麻省理工学院做气象研究的科学家。上世纪的60年代初，他试图用计算机来模拟影响气象的大气流。当时，他用的还是由真空管组成的计算机，那是一个充满整间实验室的庞然大物啊。我想，那机器虽然大，计算速度还远不及我们现在用的这些电脑吧。所以，可想而知，洛伦茨没日没夜的，工作得很辛苦。严谨的科学家不放心只算了一次的结果，决定再作一次计算。为了节约一些时间，他对计算过程稍微作了些改变，决定利用一部分上次得到的结果，省略掉前一部分计算。
因此，那天晚上，他辛辛苦苦地工作到深夜，直接将上一次计算后的部分数据一个一个打到输入卡片上，再送到计算机中。好，一切就绪了，开始计算！洛伦茨才放心的回家睡大觉去了。
第二天早上，洛伦茨兴致勃勃地来到MIT计算机房，期待他的新结果能验证上一次的计算。可是，这第二次计算的结果令洛伦茨大吃一惊：他得到了一大堆和靠前次结果接近不相同的数据！换句话说，结果1和结果2千差万别！
这是怎么回事呢？洛伦茨只好再计算一次，结果仍然如此。又再回到靠前种方法，计算后得到原来的结果1。洛伦茨翻来覆去地检查两种计算步骤，又算了好几次，方法1总是给出结果1，方法2总是给出结果2。两种结果如此大大不同，必定是来自于两种方法的不同。但是，两种方法中，很后的计算程序是接近一样的，专享的差别是初始数据：靠前种方法用的是计算机中存储的数据，而第二种方法用的是洛伦茨直接输入的数据。
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