从牛顿、三体到混沌：科学认知如何从简单到复杂(8)

气象系统是最典型的混沌系统。大家可能都遇到过，准备周末出去玩，一看气象预报是晴天，到周末却开始下大雨，大家可能都会指责气象台预报的不准，事实上气象是一个非常混沌的系统，基本没有办法长时间预测。本来广州应该晴空万里，但有一只蝴蝶在美国芝加哥挥了挥翅膀，它对空气的影响可能一秒钟以后就会加倍，两个星期以后就会影响着广州的气候。
这就是蝴蝶效应，也是为什么说气象系统是典型的混沌系统，假如要想精确预告天气，你必须知道芝加哥的每一只蝴蝶在两个星期之前干了什么，但有很多比蝴蝶更大的影响因素，比如汽车、飞机、人，想预告广州两个星期后的气候，就必须知道在地球另外一边发生的所有现象，这几乎是不可能的，所以短期气象预告可以的，但长期只能从概率上去预告。
混沌究竟是好还是坏？
大家都知道混沌非常地糟糕，那是不是就代表着不好？我讲一个代表混沌系统好的例子。现在中国、美国、印度等国家，大家都想进行太空探测，上月球、上火星，所以要发射很多卫星探测器。

1991年4月，日本发射了HiTen的月球探测器，上天后才发现燃料不够，大家可能觉得这种问题不应该出现，这是因为发射过程有很多不定因素，放太多的燃料，重量就会增加，多放一斤燃料就要少放一斤科学仪器，而燃料刚好够，但是遇到特殊情况就可能出现燃料不足的情况。美国加州理工大学JPL实验室，派了一位数学家叫Belbruno，协助日本人重新设计轨道。