驯服蝴蝶：科学家利用混沌理论控制天气

混沌理论或许是最著名的理论，因为它提出了“蝴蝶效应”。简单来说，就是在某个过程中，几乎察觉不到的微小变化会累积起来，导致结果的巨大差异，或者说，更加诗意地，即“巴西一只蝴蝶翅膀的扇动就可能引发德克萨斯州的龙卷风。”

现在，来自日本理化学研究所计算科学中心的科学家们正在对这句数学话语进行检验——确实是如此。

“控制天气是人类长期以来的愿望，如果我们知道何时何地放置‘蝴蝶’，我们就能过上更好的生活，例如，减少龙卷风的风险，”他们在最近发表在《自然》杂志上的一篇论文中写道。地球物理学中的非线性过程。

“我们的目标是将‘混沌控制’应用于天气，”作者继续说道。“我们的目标不是对自然造成永久性的不可逆转的变化，而是希望将天气控制在自然变化的范围内……如果适当的无穷小扰动在我们的工程能力范围内，我们就可以在现实世界中应用这种控制。”

试图控制天气当然不是什么新想法？保罗·麦卡特尼曾说过向空中倾倒了一堆干冰例如，在 2004 年的一场音乐会上，如何阻止下雨？但这种方法是全新的。使用洛伦兹蝴蝶作为复杂天气模式的替代，研究人员进行了观测系统模拟实验（OSSE）——一种计算机生成的天气测试运行——以观察在系统中引入微小变化将如何影响结果。

基本上，研究人员是从头到尾研究混沌理论：他们不是观察微小的变化并观察其对结果有何影响，而是先选择他们想要的结果，然后找出哪些微小的变化会导致这种影响。

“我们成功建立了研究天气可控性的新理论和方法。”说研究小组的负责人是三好武昌 (Takemasa Miyoshi)。

“通过观察以前研究中使用的系统模拟实验，我们能够设计一个实验来研究可预测性，假设真实值（性质）无法改变，但我们可以改变可以改变的东西（要控制的对象）的想法。”

这只是第一步，研究人员表示，他们无意尝试大规模控制天气。他们写道：“任何现实世界的应用都需要非常谨慎”，必须小心谨慎地“考虑和评估控制造成的每一种潜在影响，并制定适当的协议，以达成有关现实世界操作的社会、道德和法律协议。”但是，随着气候危机继续增加全球极端天气事件的风险，该团队表示，他们的新方法有朝一日可能意味着生死之间的差别。

Takemasa 表示：“在这种情况下，我们使用了一个理想的低维模型来开发一种新理论，未来我们计划使用实际的天气模型来研究天气可能的可控性。”

“如果能够实现，这项研究可以帮助我们预防和减轻暴雨和台风等极端风暴的影响，这些灾害的风险随着气候变化而日益增加。”