一個(gè)漆黑的暴風(fēng)雨之夜。天上籠罩著雷雨云，暴雨夾雜著狂風(fēng)。大雨傾盆而下，地面積水成河。隨著黎明來(lái)臨，新的一天的第一縷微弱陽(yáng)光照耀在冰冷的空氣上，滲入地下的水變成蒸汽從土壤中蒸發(fā)出去。

愛(ài)德華·洛倫茲的氣象學(xué)計(jì)算機(jī)模型是一個(gè)非常有意義的事物。自從1960年模型建立后，洛倫茲在麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里度過(guò)了許多不眠之夜，研究人工天氣模型。洛倫茲的模型雖然詳細(xì)，但其原理卻很簡(jiǎn)單：將天氣實(shí)測(cè)圖像作為輸入值，計(jì)算下一步的天氣變化。這一步的計(jì)算結(jié)果又作為下一步的初始條件，如此循環(huán)迭代。

計(jì)算機(jī)的連續(xù)計(jì)算可以模擬24小時(shí)內(nèi)每分鐘的變化。計(jì)算完成后，展現(xiàn)在洛倫茲計(jì)算機(jī)屏幕前的是未來(lái)天氣變化的情況：高壓區(qū)與低壓區(qū)相互交錯(cuò)，和風(fēng)吹拂之后颶風(fēng)橫掃，懶散的夏日之后緊跟著漆黑的暴風(fēng)雨之夜。

洛倫茲的模型不僅僅令人興奮，它還寄托了人們巨大的希望，或許有一天可以利用它來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)幾個(gè)月的天氣變化。

但是，1961年的一個(gè)冬日，洛倫茲發(fā)現(xiàn)一個(gè)非同尋常的、很奇怪的現(xiàn)象。他決定再重算一遍，這次序列更長(zhǎng)一些。他沒(méi)有從頭開(kāi)始，而是走捷徑。他利用以前的中間過(guò)程打印結(jié)果作為初始輸入值，然后啟動(dòng)機(jī)器開(kāi)始計(jì)算，自己則下樓喝杯咖啡小憩一會(huì)兒。他一點(diǎn)兒也不知道此時(shí)計(jì)算機(jī)的模擬正在發(fā)生奇怪的變化。

蝴蝶效應(yīng)

當(dāng)洛倫茲返回時(shí)，他覺(jué)得非常奇怪。計(jì)算結(jié)果應(yīng)該跟以前的序列完全相同，但實(shí)際卻一點(diǎn)兒也不像。尤其是到后面，越差越多，兩個(gè)月后的計(jì)算結(jié)果與第一次沒(méi)有任何相似之處。

起初洛倫茲把這種情況歸咎于計(jì)算機(jī)的錯(cuò)誤，但是很快他想到了真正的原因。在連續(xù)計(jì)算中，他由鍵盤(pán)輸入的初始值是三位小數(shù)，而計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器處理的是六位小數(shù)，這點(diǎn)細(xì)小差別被證明是至關(guān)重要的。他的直覺(jué)認(rèn)為，輸入初值時(shí)完全可以忽略最后的三位小數(shù)，因?yàn)檫@些微小的量屬于氣象儀器所能感受到的外圍邊緣：1‰度或更小的量有多重要？但是，對(duì)于洛倫茲的氣象計(jì)算模型，這些小數(shù)被證明起著至關(guān)重要的作用。