混沌系統是近二、三十年來科學界的熱門課題。人們發現，從宇宙形成到生命進化，很多看起來深不可測的構造，其實是遵循非常簡單的規律自然形成。他們之所以看起來複雜紛亂，是由於反饋機制把細微變化放大許多倍（即所謂蝴蝶效應），形成混沌系統（chaos system）所致。
學術界常把混沌系統講得很複雜，讓人不得要領，望而生畏。此電視片未藉助任何數學概念，僅通過實例和歷史事件，就給出一個清晰的概括，形象又生動。
片中以循環攝像為例來說明反饋機制的放大作用。如果把攝像機對準屏幕，攝像投影在屏幕上，圖像會無限次重複疊加。這就是反饋機制。通常這種重疊圖像是可以預測的，但如果揮動一根點燃的火柴，火焰的飛舞變化被無限次放大後會形成難以預測的奇妙圖案。這就是蝴蝶效應。
循環攝像導致重疊圖像
揮舞火柴產生不可預測的奇妙幻景 -- 蝴蝶效應
首次提出蝴蝶效應的是美國氣象學者愛德華.洛倫茲。六十年代初，洛倫茲嘗試用簡單的數學公式來預測氣象。計算機運算時他去喝了杯咖啡，回來後大吃一驚：運算結果與預測相距甚遠。反覆運算後他發現，初值稍微變化就會給出完全不同的結果。運算並不包含隨機數，計算機也沒有錯誤。唯一的解釋就是他的公式中包含反饋機制，才導致運算結果不可預測。洛倫茲這樣來描述他的發現：一隻蝴蝶在巴西煽動翅膀，結果導致德克薩斯的一場風暴。
七十年代，澳大利亞年輕科學家羅伯特.梅嘗試用簡單數學公式來描述動物種群數量隨時間的變化規律。由於公式中包含反饋機制，因此其計算結果也呈現出蝴蝶效應：種群數量會突然莫名其妙地大幅度增減。這恰恰符合自然界的實情。
動物種群數量會莫名其妙地突然增減
混沌理論的創立要追溯到阿蘭.圖靈。圖靈是英國數學天才，計算機科學奠基人之一，二戰時曾破譯重要德軍密碼，讓戈林的空軍大吃苦頭。圖靈相信，數學可以用來描述生命系統和人類智力。他於1952年發表一篇形態發生學論文，嘗試用簡單數學公式來描述複雜的坯胎髮育過程。坯胎一開始按照簡單規律實現自組織。自組織的不斷重複會突然呈現複雜模式，形成各種器官及皮膚上的花紋。圖靈的大膽設想讓學術界大為震驚，很多人拒絕接受，但其後越來越多的研究驗證了圖靈的天才創見。
阿蘭.圖靈
圖靈用來描述形態發生的公式
大約在圖靈發表此論文的同期，前蘇聯化學家別洛烏索夫發現了化學震盪反應現象。把兩種溶液混合形成有色液體，液體會自動澄清，然後又再次變色，再次澄清，循環往復不已。別洛烏索夫的發現被蘇聯官方權威期刊斥責為實驗錯誤，拒絕刊登。他在鐵幕之後也無緣看到圖靈的論文。但後人發現，別氏反應其實是圖靈自組織模式的另一種表現。
別洛烏索夫反應產生的圖案模式
另一重要人物是 IBM 公司的研究員伯努瓦.曼德博羅。他一生都在探討不規則形狀的數學原理。他認為，人類不該幾百年專注於直線和圓這一類規則形狀，卻對不規則形狀置之不理。自然界中很多形狀都符合自相似原則：相同的形狀隨著尺度遞減不斷重複，例如樹枝、河流、海岸線、血管系統、花椰菜等等。他把這種結構稱為分形（factal）。他藉助 IBM 的超級計算機畫出一種人造分形結構 -- 被稱為上帝指紋的曼德勃羅集。用以繪圖的數學公式不過是 Z=ZxZ+C。正是其中的反饋機制使簡單公式產生出複雜的奇妙圖形。
自然界很多形狀符合自相似原則
曼德勃羅集產生的奇妙圖案
從圖靈、別洛烏索夫、曼德博羅到洛倫茲和羅伯特.梅，科學家從不同角度揭示出一條深藏於宇宙中的重要法則：簡單規則可以自然導致極複雜的事物。人們可以確切知道事物的模式，但卻無法準確預知模式所導致的最終形態。簡單與複雜、模式與混沌、規則與神秘同時構成這個大千世界。
我們能否根據這條法則發現生命乃至人類智慧的奧秘？在美國 Natural Motion 公司，託斯騰領導的研究小組正在做此嘗試。他們開發了100 種虛擬大腦，用來指揮計算機中的虛擬人體學會穩定行走。其算法是讓虛擬人自己根據嘗試結果選擇更好的虛擬大腦，類似於自然界的生命進化過程。起初，虛擬人體不停地摔跟頭。經過二十代進化之後便可以穩定行走了。
虛擬人體學會穩定行走
虛擬人體通過自組織進化學會了適應複雜環境
最奇妙的是，設計算法的人並不瞭解虛擬人的進化過程，整個進化完全是以自組織方式完成的。一個未經精心思考和設計的進化過程，從簡單的初態開始，一步步產生出複雜的生命和智力，這就是世界的本原。
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