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我們的氣候正在走向數學所提及的混亂嗎？-維克多 J. 唐尼

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    對我們大多數人來說，
    2°C的溫差是一個很小的變化
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    還不足以讓你開或關閉窗戶
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    但科學家警告
    隨着大氣中二氧化碳濃度升高
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    即使地球僅升高一點點溫度
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    也可能導致全球災難性的影響
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    這樣一個可測因素的微小變化
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    是如何導致其他因素大規模
    和不可預測的變化呢?
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    答案出現在數學裡
    臨界點這個概念上
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    我們可以透過熟悉的
    桌球中理解
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    桌球運動的基本運動規律是
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    球會沿著直線運動，
    直到它碰壁
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    接着它以與入射角相同的角度彈開
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    爲了簡化，我們假設沒有摩擦
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    所以球運動的規則
    就有很多不確定性
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    為了使情況更加簡單
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    我們來看看
    一張圓桌上的球會怎樣運動
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    當球被擊中並開始按規律運動
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    會形成平滑的星型圖案
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    如果我們在不同的位置或者角度擊球
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    圖案的一些細節會有所變化
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    但整體的形狀保持一致
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    經過幾次測試和一些基本的
    數學模型分析後
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    僅僅依靠簡單的擊球條件
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    我們就能在球運動前
    便預知它的軌跡
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    但如果我們對桌子做一點微小的變動
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    會發生什麼事呢?
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    我們將桌子向左右拉長
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    會看到球由較平整的邊彈出
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    並開始在整張桌子上運動
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    球仍遵循桌球運動的規律
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    但最終的運動軌跡
    不再是我們認識的圖形
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    在整個系統運行的過程中
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    我們只改變一點點的約束條件
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    我們就能改變桌球的運動
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    從可以預測的，穩定的運動
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    到混亂的、不受控制的運動模式
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    產生了數學家所說的混沌運動
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    在(圓形)桌子上放置兩條直邊作為臨界點
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    將這個系統的規律運動
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    變成混沌運動
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    而對於複雜的地球環境氣候問題
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    我們能在這簡單的例子
    得到甚麼想法呢?
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    我們可以把桌子的形狀
    類比成二氧化碳的濃度
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    或是地球的平均溫度
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    在這桌球運動或說是
    氣候變化的模型中
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    這兩者都是影響
    這個系統表現的條件
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    在過去的一萬年裡
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    為了確保整個系統保持穩定
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    二氧化碳在大氣中的含量維持在
    百萬分之兩百七十左右
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    這對於人類的生活相當規律和適宜
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    但現在二氧化碳含量已達到了
    百萬分之四百左右
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    下個世紀甚至可能達到五百至八百
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    我們可能就達到"臨界點"了
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    那時，在全球平均溫度範圍中一個
    小小的額外變化
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    與改變桌子的形狀有同樣的影響
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    會導致危險的氣候變遷
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    出現更難預測、極端且劇烈的氣候問題
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    更重要的是，不再適合人類生活
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    數學家詳細地研究這些假設模型
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    可能與實際的情況有所不同
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    但它們可以提供我們
    思考的框架和方式
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    這些模型可以幫助理解真實世界中
    更複雜的問題
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    在這個例子中，
    理解在系統中微小的變化
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    是如何導致一個龐大的問題
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    使我們具有更多無法憑感官
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    而預測危險的能力
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    因爲當我們看見結果時，
    為時已晚
Title:
我們的氣候正在走向數學所提及的混亂嗎？-維克多 J. 唐尼
Description:

完整課程請點擊 http://ed.ted.com/lessons/is-our-climate-headed-for-mathematical-chaos-victor-j-donnay

科學家們已經警告若二氧化碳濃度持續升高，即便地球氣溫上升僅僅 2°C 也會給全球帶來災難性的影響。但是一個微小、可測的變化是如何讓其他因素發生如此龐大而不可預測的變化的呢?維克多 J. 唐尼用桌球例子為大家闡述臨界點、無序運動的意義和他們對於氣候變化的啟示。

課程：維克多 J. 唐尼，動畫：卡若特。
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:11

Chinese, Traditional subtitles

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