调香技术

调香技术,第1张

我最近在学习调香和制作化妆品,并大算把它发展成为事业,有兴趣的伙伴们我们可以一起来了解一下,其中一些错误的观点望大家指出,我是一个谦虚的宝宝会改的

1 三值理论

香料:1、有气味的物质都是香料;2、用于配制香精的有气味的物质。

香精:2个以上香料的混合物。

香水:香精加酒精配制而成。

调香

——仿香

样品沾在闻香纸上以后分段嗅闻,半小时内闻到的是头香;05-4小时闻到的是体香;4小时后闻到的是基香。每一段都可猜出几种香料,估计用量多少,写在纸上,全部写好后开始调配,经几十次变动配方后香气接近原样。

有了气相色谱分析方法以后,先打色谱,根据“百分归一法”得到的数据,对照“各种香料的保留时间表”或质谱数据猜每一个峰可能是什么香料,猜完后试配。

待试配的样品溶解均匀后打色谱,对照被仿样色谱图和数据表,找出差距,增减各个香料的用量,直至配出的样品与被仿样接近。

一般都是两种方法同时采用,仿香效率可以提高。

——创香

创香动机:

1、在仿香过程中有所发现,产生创香欲望;

2、拿到新香型的香料,试开发某种新香型香精;

3、看到一些香料香精文章,有些话引出新的创香想法;

4、用户或业务员的创香设想,带来“试试看”的心理;

5、芳香疗法使用的复配精油。

创香过程

确定“主题”:一个香料的香气有时也可以作为一个主题,更通常的是几个主香香料形成一团较为独特的香气,以这团香气为主题。主题确定以后加以修饰,让香气圆和一些、宜人一些。最后调整配方,让香气整体平衡(主要是头香与基香香料的加减,使配好的香精香气不会太沉闷或者增加留香持久性)。 

两种调香的风格

①“捕捉灵感法”——慢慢构思,慢慢调配,有“灵感”时多做一些实验,没有“灵感”时少做或停下来。

②“疯狂工作法”——一天调20个香精,有一个想法就配出几个香精,最后大量“枪毙”,只留几个有“希望”的交评香组评香。

“疯狂工作法”是目前较为流行的“创香”工作方法,电脑调香最适合于这种工作方法,在满足一些基本条件(包括配制成本)的情况下,电脑可以很快地拟出许多配方供试验。在没有电脑帮助的时候,也许你辛辛苦苦调出了一个比较“理想”的香精,却因为成本太高、香气强度低或者留香不够持久等问题还得重来一次。

三值理论

意义:让调香这门古老的艺术走向科学的道路。

任何一门学科,只有应用数学并满足一些公认的数学规律以后,人们才认为它是科学的。

例子:达尔文的“进化论”与孟德尔的“遗传学”。 

三值理论是调香的理论基础,是电脑调香软件设计的主要依据,所以要学好调香必先学“三值理论”。

自古以来,调香师基本上靠经验工作,“数学”好象与调香师无缘——调好一个香精以后,算一算各个香料在里面所占的百分比例,仅仅用到加减乘除四则运算,小学里学到的数学知识就已够用了——这跟其它艺术没有什么两样,不会五线谱、不懂1234567的人也能唱出动人的歌儿、也能奏出美妙的曲子,但是如果学会五线谱、对乐理懂得多一些肯定会唱得更好、演奏得更美妙。同理,掌握了香料香精“三值”理论的调香师则对每一次调香工作更加胸有成竹,更能调出令人满意也令自己满意的香精来。 

世间万物,只要成为商品,我们总会给它一些数据,形容它的大小、品质、性能等等,惟独“香”——包括香料与香精最令人头疼、难以捉摸,人们长期以来只能用极其模糊的词汇形容它们:香气“比较”好,香气强度“比较”大,留香“比较”持久,等等。讲的人吃力,听的人也吃力,最后还是听不出什么具体的内容来。

香比强值

人们采用同其它“感觉”一样的术语于嗅觉中,阈值——最低嗅出浓度——是第一个用于香料香气强度评价的词,虽然每个人对每一种香料的感觉不一样,造成一个香料有几个不同的实验数据,但从统计的角度来说,它还是很有意义的。一个香料的阈值越小,它的香气强度越大。阈值的倒数,一般认为就是该香料的“香气强度值”了。

众所周知,乙基香兰素的香气强度比香兰素强3倍左右,可是在有些资料里乙基香兰素的阈值却比香兰素高!甲位突厥酮在水中的阈值是0002ppb,乙位突厥酮在水中的阈值是15-100ppb,二者的香气强度绝不可能相差750倍以上!水杨酸甲酯在水中的阈值是40,石竹烯在水中的阈值是64,而二者的香气强度一般认为相差10倍以上!这些例子都说明香气强度与阈值不存在一定的数学关系。

如果我们把一个常用的单体香料的香气强度人为地确定一个数值,其它单体香料都“拿来”同它比较(香气强度),就可以得到各种香料单体相对的香气强度数值。我们(在1995年)提出把苯乙醇定为10、其它单体香料都与它相比的一组数据,称为“香比强值”,这就是香料香精“三值”的第一个“值”。

各种常用香料的香比强值与另外两个“值”(留香值、香品值)列于《调香术》和《日用品加香》等香料香精书籍的“常用香料三值表”中,容易查阅得到。

香精的香比强值可以用香料的香比强值和配方计算出来,现举一个茉莉花香精例子说明如下:

其香比强值为

(50×25+10×100+10×250+10×10+10×2+4×5+1×600+5×160)÷100=6290。

香比强值的应用是很广的,对于用香厂家来说,最重要的一点就是可以直观地知道购进或准备购进的香精“香气强度”有多大,因为“香气强度”关系到香精的用量,从而直接影响到配制成本。例如配制一个洗发香波,原来用一种茉莉香精,香比强值是100,加入量为05%,现在想改用另一种香精,香比强值是125,显然只要加入04%就行了。 

众所周知,加香的目的无非是:盖臭(掩盖臭味),赋香。未加香的半成品、原材料有许多是有气味的,要把这些“异味”掩盖住,香气强度当然要大一些。如能得到这些原材料香比强值的资料,通过计算就能估计至少得用多少香精才能“盖”得住。一般得靠自己实验得到这些资料,最简单的方法是用一个已知香比强值的香精加到未加香的半成品中,得出至少要多少香精才能“盖”住“异味”,间接得出这种半成品的“香比强值”,其它香精要用多少很容易就可以算出来了。

一个最明显的例子是煤油(目前气雾杀虫剂用得最多的溶剂)的加香,未经“脱臭”的煤油“香比强值”高达100以上,想要用少量的香精掩盖它的臭味几乎是不可能的。把煤油用物理或化学的办法“脱臭”到一定的程度,一个香比强值400的香精加到05%时几乎嗅闻不出煤油的“臭味”了,可以算出这个“脱臭煤油”的“香比强值”等于或小于2。

有的用香厂家喜欢用买进来的香精“二次调香”自己调配再用,在没有掌握一定的诀窍时其实很难调出高水平的“作品”。这里提供给大家一个非常有用的实验技巧:采用黄金分割法!具体做法是:让两个香精的“计算香比强值”之比等于0618:0382=1618或0382:0618=0618。下面举一个例子说明:

有一个玫瑰香精(A)香比强值是150,一个檀香香精(B)香比强值是120,如按A:B=564:436(564×150:436×120=8460:5232=1617)或A:B=331:669(331×150:669×120=4965:8028=0618)的比例配制都将会得到很好的结果,前者可以称为“玫瑰檀香香精”,后者则可称为“檀香玫瑰香精”。

香比强值用英文字母“B”表示。

留香值

一个香料或者一个香精留香久不久是调香师和用香厂家特别关心的问题。对调香师来说,调配每一个香精都要用到“头香”、“体香”、“基香”三大类香料,也就是说留香久的和留香不久的香料都要用到,而且用量要科学,让配出的香精香气能均匀散发、平衡和谐。对用香厂家来说,希望购进的香精加入自己的产品后能经得起仓库储藏、交通运输、柜台待售等长时间的“考验”后到使用者的手上时仍旧香气宜人,有的(例如香波、沐浴液、香皂、洗衣粉)甚至还要求在使用后在身体或物体上残存一定的香气。

朴却(poucher)在1954年发表了330种香料的“挥发时间表”,把香气不到一天就嗅闻不出的香料系数定为1,100天和100天以后才嗅闻不出的系数定为100,其它香料的“系数”就是它的留香天数。我们改进了这个实验,去掉了目前不常用的香料,修正了一些数据,增加了现在常用的香料,总共4000多种,把朴却的“嗅闻系数”(也就是留香天数)称为“留香值”,“常用香料三值表”其中一列即为各种香料的留香值数据。根据这些数据可以计算香精的留香值,计算方法与“香比强值”的算法一样。现举一个茉莉香精例子说明:

这个香精的留香值为(5×40+10×19+100×10+100×10+80×5+22×1+14×10+100×5)÷100=3452。

这个值更准确地应叫做“计算留香值”,因为它同实际留香天数有差距,这是由于各种香料混合以后互相会起化学反应产生留香更久的物质。实际上,香水香精的实际留香天数几乎都超过100,而“计算留香值”是不可能达到100的。

香料的留香值与香精的计算留香值用途也是很广的。调香师在调香的时候可以利用各种香料的留香值预测调出香精的计算留香值,必要时加减一些留香值较大的香料使得调出的香精留香时间在一个希望的范围内。用香厂家在购买香精时,先向香精厂询问该香精的计算留香值是否符合自己加香的要求是很有必要的。“二次调香”时,计算留香值也是很重要的内容——希望留香好一点的话,计算留香值大的香精多用一些就是了。

需要提请注意的是:计算留香值太大的香精往往香气呆滞、不透发,尤其一些低档香精更是如此。

留香值用英文字母“L”表示。

香品值

香料本来是无所谓“品位”的,比如说吲哚,直接嗅闻之就象鸡粪一样的恶臭,稀释到1%以下的浓度时却有茉莉花一样的香气!其实大部分香料直接嗅闻时香气都不好,稀释以后也不一定都变好。各种香料的香气是在调配成香精时发挥它的作用的,使用不当不但发挥不了作用,有时反而会破坏整体香气!因此如果要给每一个香料一个“品位值”的话,只能放在一个香气范围内考察它的“表现”,例如乙酸苄酯一般都用于调配茉莉香精使用,我们就看它本身象不象茉莉花香,很象的话“分数”给得高一些,不太象的话“分数”就给得低一些。“香品值”概念就是按这个思路创造出来的。

各种香料的香品值也列于“常用香料三值表”中。需要指出的是:表中“香品值”是指该香料在调配香精时利用的是它的“主体香气”(即   “气味ABC表”里面各种香料数值最大的香气)时的“品位值”,如果调配香精时利用的是它的“次要香气”的话,就得自己根据该香料的香味另外给它一个“香品值”。例如乙酸苄酯用于配制茉莉香精时香品值是80,而用于配制果香香精(乙酸苄酯有水果香气)时“香品值”只能算10-30。

香精的“香品值”可以按配方中各个香料的香品值、用量比例计算出来,计算方法同香比强值、留香值一样,计算出来的香品值叫做“计算香品值”,它同“实际香品值”(香精让众人评价打分,取平均值)肯定是不一样的。调配一个香精,如果它的实际香品值小于计算香品值的话,可以认为调香是失败的;实际香品值超过计算香品值越多,调香就越成功。

所谓“调香”,就是“极大地提高香料的香品值”。

用香厂家向香精制造厂购买香精时,可以要求后者提供该香精的计算香品值,然后自己组织一个临时“评香小组”给这个香精打分,就是所谓的“实际香品值”(最高分100,最低分0),如果实际香品值超过计算香品值甚多,这个香精应该就是比较符合自己要求的了。

香品值用英文字母“P”表示。

香料香精实用价值的综合评价

前面讲的香料香精的三个值,每一个“值”都只是反映一个香料或者香精的一个方面,三个值放在一块才能反映这个香料或者香精整体的轮廓。例如一个玫瑰香精的香比强值是150,计算留香值是60,计算香品值是50,我们觉得这个香精“还不错”,香气强度不小,留香较好,香气可以,但要同时记住三个数据可不容易。把三个数据乘起来

B×L×P=150×60×50=450000

这个数太大,把它除以1000                    

B×L×P/1000=150×60×50/100=450

我们定义

B×L×P/1000=Z

Z为香料、香精的“综合评价分”,简称“综合分”,如上述玫瑰香精的综合分是450,这是用它的香比强值、计算留香值、计算香品值算出来的,如果它的实际香品值不是50,而是60的话,那么它的综合分应为

150×60×60/1000=540

这个香精的销售价(按目前市价)540元/公斤比较适中,如高于540元/公斤则太贵,低于540元/公斤就是便宜了。

“常用香料三值表”已经列出了各种常用香料通过三值计算出来的“综合分”,调香师可以根据这个表中的数据对各种香料进行评价、比较、选用,新香料可以自己测定三值、计算其综合分填补进去。

2 气味ABC

查表:

二乙缩醛的香气:60%水果香,10%青香,30%麻醉性气味;

乙酸龙脑酯的香气:10%冰凉香气,40%药草香,50%松柏香;

乙酸异龙脑酯的香气:2%冰凉香气,30%药草香,65%松柏香,3%土壤香。 

香精的“气味ABC”可以通过计算得到。

例如有一个香精——“东方香” 香精经过计算得到

 A2H1M5Q20R10S2U2V2W52X4

表示它的香气是由2%脂肪香、1%药草香、5%铃兰花香、 20%的膏香、 10%的玫瑰香、2%辛香、2%香荚兰香、52%的木香和4%麝香组成的。

3 混沌数学、分形和调香

混沌

混沌是决定论系统所表现的随机行为的总称,它的根源在于非线性的相互作用。所谓“决定论系统”是指描述该系统的数学模型是不包含任何随机因素的完全确定的方程。 

自然界中最常见的运动形态往往既不是完全确定的,也不是完全随机的,这就是混沌。

分形结构

(1)具有无限精细的结构;

(2)比例自相似性;

(3)一般它的分数维大子它的拓扑维数;

(4)可以由非常简单的方法定义,并由递归、  迭代产生等。 

日常见到的雪花、云朵和烟雾等都具有分形结构。我们很容易联想到“一团香气”应该也具有分形结构。

奇怪吸引子

“奇怪吸引子”是稳定的、具分形结构的吸引子。

艺术家们用“奇怪吸引子”理论和“分形结构”理论解释他们的工作:音乐家将一个优美的旋律看做一个“奇怪吸引子”,可以谱出无限多的乐曲;画家将一个美丽的物体形状(例如人体、花朵)看做一个“奇怪吸引子”——它同样可以创作无限多的美术作品。

音乐家孜孜以求的是“寻找”到一个前人没有“发现”的旋律;调香师竭尽全力“寻找”的是“一团最令人愉快的香气”,也就是前人还没有“发现”的“奇怪吸引子”。

分维

又称分形维或分数维,通常用分数或带小数点的数表示。长期以来人们习惯于将点定义为零维,直线为一维,平面为二维,空间为三维,

爱因斯坦在相对论中引入时间维,就形成四维时空。对某一问题给予多方面的考虑,可建立高维空间,但都是整数维。

在数学上,把欧氏空间的几何对象连续地拉伸、压缩、扭曲,维数也不变,这就是拓扑维数。

数学家豪斯道夫(Hausdoff)在1919年提出了连续空间的概念,也就是空间维数是可以连续变化的,它可以是整数,也可以是分数,称为豪斯道夫维数,记作Df 。

显然,Df在一般情况下是一个分数。 

香气的分维公式:

D=(ln K) / (lnL)

式中:D——分形的维数

K——全部香料对主题香气的贡献值之和

L——香料的个数    

在通常的情况下,分维越接近1,该香精的主题香气就越突出。

实际配制的一个茉莉花香精配方如下:

乙酸苄酯                50

甲位己基桂醛        40

茉莉净油                10

查《香料气味ABC表》,乙酸苄酯有70%的茉莉花香气,甲位己基桂醛有80%的茉莉花香气,茉莉净油有60%的茉莉花香气,它们对配制出的茉莉花香精的平均香气贡献率为

050×070+040×080+010×060=073

K=3×073=219

因此,这个茉莉花香精主题香气的分维

D02=(ln219)/(ln3)≈07135

混沌不是偶然的、个别的事件,而是普遍存在于宇宙间各种各样的宏观及微观系统的,万事万物,莫不混沌。混沌也不是独立存在的科学,它与其它各门科学互相促进、互相依靠,由此派生出许多交叉学科,如混沌气象学、混沌经济学、混沌数学等。混沌学不仅极具研究价值,而且有现实应用价值,能直接或间接创造财富。理论上研究混沌的目的是多方面的:揭示混沌的本质(内在随机性)、刻画它的基本特征、了解它的动力性态,并力求对它加以控制,使之为人类所用。在过去20年中,混沌在工程系统中逐渐由被认为仅仅是一种有害的现象转变到被认为是具有实际应用价值的现象来加以探讨。近年来的大量研究工作表明,混沌与工程技术联系愈来愈密切,它在生物医药工程、动力学工程、化学反应工程、电子信息工程、计算机工程、应用数学和实验物理等领域中都有着广泛的应用前景。在应用方面,主要包括混沌信号同步化和保密通信,混沌预测,混沌神经网络的信息处理、混沌与分形图像处理,基于混沌的优化方法、混沌生物工程、天气系统、生态系统、混沌经济等。此外, 控制混沌的技术还被应用到神经网络、激光、化学反应过程、流体力学、非线性机械故障诊断系统、非线性电路、天体力学、医疗以及分布参数的物理系统的研究工作中去。当前,在一些混沌显得非常重要而且有用的领域,有目的地产生或强化混沌现象已经成为一个关键性的研究课题。

混沌理论在教育行政、课程与教学、教育研究、教育测验等方面已经有些许应用的例子。由于教育的对象是人,人是随时变动起伏的个体,而教育的过程基本上依循一定的准则,并历经长期的互动,因此,相当符合混沌理论的架构。也因此,依据混沌理论,教育系统容易产生无法预期的结果。此一结果可能是正面的,也有可能是负面的。不论是正面或是负面的,重要的是,教育的成效或教育的研究除了短期的观察之外,更应该累积长期数据,从中分析出可能的脉络出来,以增加教育效果的可预测性,并运用其扩大教育效果。

混沌理论,是系统从有序突然变为无序状态的一种演化理论,是对确定性系统中出现的内在“随机过程”形成的途径、机制的研讨。

过去决策基础的三个主要假定和三个新的现实。根据混沌理论,格拉斯提出,过去作为决策基础的三个主要假定已经不再成立。这些假定是:

最早建立混沌反控制理论,国际权威LO Chua评价“陈关荣是国际上混沌控制的早期开拓者之一和混沌反控制理论的创始人”;发现Lorenz系统的对偶系统和它们之间的临界系统,国际权威JC Sprott等称为“Chen系统”、“Lu系统”;提出单参数统一系统,国际权威DJ Hill称为“基准系统”;提出广义Lorenz系统族并建立其理论框架。研究成果在工程技术等领域具有良好的应用前景。 管理者对事件的因果关系有着足够的认识。他们能够顺藤摸瓜,找出每一事件将会导致的变化。

在格拉斯看来,这些旧的假定已经被三个新的现实所代替: 作为传统决策理论基础的简单线性因果关系模型已经失灵。因此,各种事件的后果是无法预料的。

美国数学家约克与他的研究生李天岩在1975年的论文“周期3则乱七八糟(Chaos)”中首先引入了“混沌”这个名称。美国气象学家洛伦茨在20世纪60年代初研究天气预报中大气流动问题时,揭示出混沌现象具有不可预言性和对初始条件的极端敏感依赖性这两个基本特点,同时他还发现表面上看起来杂乱无章的混沌,仍然有某种条理性。1971年法国科学家罗尔和托根斯从数学观点提出纳维-斯托克司方程出现湍流解的机制,揭示了准周期进入湍流的道路,首次揭示了相空间中存在奇异吸引子,这是现代科学最有力的发现之一。1976年美国生物学家梅在对季节性繁殖的昆虫的年虫口的模拟研究中首次揭示了通过倍周期分岔达到混沌这一途径。1978年,美国物理学家费根鲍姆重新对梅的虫口模型进行计算机数值实验时,发现了称之为费根鲍姆常数的两个常数。这就引起了数学物理界的广泛关注。与此同时,曼德尔布罗特用分形几何来描述一大类复杂无规则的几何对象,使奇 异吸引子具有分数维,推进了混沌理论的研究。20世纪70年代后期 科学家们在许多确定性系统中发现混沌现象。作为一门学科的混沌学目前正处在研讨之中,未形成一个完整的成熟理论。

但有的科学家对混沌理论评价很高,认为“混沌学是物理学发生的第二次革命”。但有的人认为这似乎有些夸张。对于它的应用前景有待进一步揭示。但混沌理论研究同协同学、耗散结构理论紧密相关。它们在从无序向有序和由有序向无序转化这一研究主题有共同任务,因而混沌理论也是自组织系统理论的一个组成部分。近几年来,科学家们在研究混沌控制方面已取得重要进展,实现了第一类混沌,即时间序列混沌的控制实验。英、日科学家还在试验用混沌信号隐藏机密信息的信号传输方法。

混沌理论,是近三十年才兴起的科学革命,它与相对论与量子力学同被列为二十世纪的最伟大发现和科学传世之作。量子力学质疑微观世界的物理因果律,而混沌理论则紧接着否定了包括宏观世界拉普拉斯(Laplace)式的决定型因果律。

应用

个人觉得这不是需不需要的问题吧,可能学到某些时候你自己就混沌了,这应该不是你所能决定的。。有些知识你原来不懂,很迷茫到后来你突然明白,就会对自己很有信心,这应该算是好处吧。但是如果长期混沌下去,一直弄不懂,那数学就砸了。。所以建议在没有把握你能猛然醒悟的情况下不要混沌,不会的尽量多问,去弄懂。

近代物理与新认识论

1992, 3, 26 吴文成

混沌

——不测风云的背后

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混沌理论,是近二十年才兴起的科学革命,它与相对论与量子力学同被列为二十世纪的最伟大发现和科学传世之作。量子力学质疑微观世界的物理因果律,而混沌理论则紧接著否定了包括巨观世界拉普拉斯(Laplace)式的决定型因果律。

长久以来,世界各地的物理学家都在探求自然的秩序,但对无秩序如大气、骚动的海洋、野生动物数目的突兀增减及心脏跳动和脑部的变化,却都显得相当的无知。但是在七O年代,美国与欧洲有少数科学家开始穿越混乱去打开一条出路。包括物学家、物理学家及化学家等等,所有的人都在找寻各种俯拾皆是的混沌现象——袅绕上升的香菸烟束爆裂成狂乱的烟涡、风中来回摆动的旗帜、水龙头由稳定的滴漏变成零乱、复杂不定的天气变化与大崩盘的全球股市——的规则与一些简单模式中所隐藏令人惊讶的复杂行为。

十年之后,混沌已经变成一项代表重塑科学体系的狂飙运动,四处充斥为著混沌理论而举行的会议和印行的期刊。它跨越了不同科学学门的界线,因为它是各种系统的宏观共相,它将天南地北各学门的思想家聚集一堂。年轻的科学家相信他们正面临物理学改朝换代的序幕。他们觉得物理学这行已经被高能粒子和量子力学这些华丽而抽象的名词主宰得够久,直到混沌革命——可以连接微观和宏观上百万物体集体行为之间的深深鸿沟的新起科学——开始时,顶尖物理学家才发现自己心安理得地回归到属於人类尺度的某些现象。

混沌理论的近代研究,逐渐领悟到自己正抗拒科学走向化约主义的趋势。相当简单的数学方程式可以形容像天气或瀑布一样粗暴难料的系统,只要在开头输入小差异,很快就会造成南辕北辙的结果,这个现象被称为「对初始条件的敏感依赖」。例如蝴蝶效应——今天北京一只蝴蝶展翅翩翩对空气造成扰动,可能导致下个月纽约的大风暴——使得科学家始终无法模拟天气这个复杂系统,更不用说去精确地预测天气。

许多学科中,都背负著牛顿式决定论的担子。就像一位理论学家这麼教他的学生:「西方科学的基本理念就是如此:如果你正计算地球台面上的一颗撞球,你就不必去理会另一座银河系统其星球上树叶的掉落。很轻微的影响可以忽略,任意小的干扰,并不会膨胀到任意大的后果。」又说:「通常无解的非线性系统应被排除在科学研究之外。」但混沌理论根本驳斥这二种说法。

非线性因素——意指玩游戏的过程倒过来改变游戏的规则——支配著绝大多数物理现象。一方面,物理学家不该因著它难以计算而逃避它,在另一方面,它不容许我们忽略任何变因,无论来自於遥远的震动或是实验者本身——这点告诉我们,观察者始终无法与观察对象作分离或各别考虑,尽管「我们所有的努力,就是要使自己置身例外」。在这种情况下,我们必须放弃对事件发展的决定论式之天真预测。混沌理论亦难自外於非决定论的趋势,粉碎了唯物论者的梦想:欲以简洁、化约的方程式来描述自然界。

混沌创造了使用电脑来处理特殊图形,在复杂表相下捕捉奇幻与细腻结构图案的特殊技巧。同时,科学家在混沌里发掘出「自然几何学」之美。德国物理学家艾连柏格,有感而发:

「为什麼一株被风暴拉扯的枯树,浮现於冬日黄昏的剪影,会带来绝美的感受?而建筑师千辛万苦,设计出多重功能的大学校舍却让人无动於衷?虽然有些猜测成分,但是我认为答案可以从动力系统的崭新观点寻找。我们对美的感觉来自於自然界一乱一序,疏落有致的安排,比如云朵、树林、山岭或雪花。所有这些形状都是经由动力过程诞生的物理实体,这种参揉乱和序的组合最寻常不过。」

「这些线条反覆交织成金碧辉煌,在地面所形成的循环,带来了旋风、大风暴与雷电。」

实验家李奥.卡达诺夫感动地说:

「这种感受无可言喻,必定是科学家所能尝到最甜美的滋味——当他终於意识到,发诸内心者与形诸自然界者合而为一,并且百试不爽,那种惊喜莫名的感觉!谁能料及,心智幽玄的密室,竟能反映了风和日丽的大自然景象,这是何等的震撼!何等何等的喜悦!」

大自然的微笑是科学家心灵深处始终的支持,这份与自然结合的一体感构成了他们最深邃的情感,谁说科学家没有感动,谁说科学家是造成世界文明非人性化的罪魁祸首。即使是物理也是一门充满感情的学科,它包含著物理学家的执著,物理学家的奔走,也包含著科学家所有对自然宇宙的渴求,正如神学家期盼上帝的眷顾那般的深刻!当人们失去情感,自然也不会再向人们招手。

某研究混沌的学者,撰写有关蝴蝶效应的论文时,说道:「其实每个人都是那只有著魔力翅膀的蝴蝶,因为每个人的一举一动都可能使世界变得不一样。这告诉了我们世界的真相:这个世界不能失去你,也不能失去他,对於这个世界我们无法置身事外,也无法孤立局部的现象……如果上帝真的有骰子,他会让我们自己掷的,」他意犹未尽的继续说「也许我们该相信魔法……这正是为什麼古代人在自然界里有天赋异禀,而现代人始终只能依赖技术与机械的缘故」虽然他扯离了物理的范畴,却相当由衷地把现代人的处境表达出来。

由於科学家必须模拟混沌现象,於是带动电脑实验的趋势与极精密仪器的设计,这导致「复杂性科学」的兴起,此打破了各学科的界线门槛,结合有物理、化学、数学、社会学、生物与太空技术、电脑工业。目前科学虽然在表面上是分工的,但事实上它们是相连的。可以这麼说,「复杂性科学」本身正酝酿一股反对旧时化约主义的声浪,这才使我们真正认识世界的本貌。

零乱往往是假相,混沌之中隐藏著更深层次的规则(吸引子、自我组织、自我重复与尺度无关性……)。这种正在蓬勃发展的理论,给全世界带来巨大的冲击,绝不亚於相对论与量子力学。一流期刊上所刊载有关一粒球在桌上跳跃的奇异动力,亦和量子力学的文章平起平坐。(注十)

注十:以上混沌部分参考<混沌>全书,天下文化出版。

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原载於:>

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