混沌理論是這個時代最重要的科學知識之一，它開創了一門新的自然科學，掀起了人類思想的新浪潮。
從洛倫茨發現蝴蝶效應開始，混沌理論闡釋了生命的節律、社會的演變、自然的形狀和宇宙的常數，那些貌似不相幹的無規則現象被賦予了新的意義，人類看待自身與萬物的視角也被徹底拓寬。知名科普作家格雷克憑借極高的科學素養，深入淺出地解釋了混沌理論的奧秘。
科學家們超乎常人的敏銳、執着和創造力，以及他們追尋真理過程中的沮喪和歡欣，都透過作者鮮活的文筆一一呈現。本書《混沌：開創一門新科學》是格雷克的成名之作，也是混沌理論領域的科普名作，至今已翻譯為25種語言。
來源 | 《混沌：開創一門新科學》
作者 | ［美］詹姆斯·格雷克
譯者 | 樓偉珊
1974 年，美國新墨西哥州小鎮洛斯阿拉莫斯的警察曾一度擔心過一個男人，他被看到夜複一夜地在黑暗中徘徊，叼着香煙在小巷裡遊蕩。借着透過高原稀薄空氣的璀璨星光，他會漫無目的地走上數個小時。
納悶的不隻是警察，在美國國家實驗室，有些實體學家已經得知，他們的這位新同僚正在實驗以一天二十六小時的方式生活，這意味着他的作息會與大家的慢慢錯開。這可謂幾近怪異，哪怕是對理論部來說。
自從當初 J. 羅伯特·奧本海默将這塊新墨西哥州的世外之地選為研發和制造原子彈的秘密場所，三十年間，洛斯阿拉莫斯國家實驗室已經在荒原上遍地開花，聚集了衆多粒子加速器、氣體雷射器和化工廠，以及數以千計的科研人員、管理人員和技術人員，并成為世界上超級計算機最密集的地方之一。
有些老一輩的科學家還記得 20 世紀 40 年代在這片平頂山上倉促建起的木制建築，但對于大多數洛斯阿拉莫斯的從業人員——這些身穿學院風燈芯絨衣服和工作襯衫的年輕男女來說，第一代的原子彈制造者不過是過往的魅影。
實驗室的純理論研究核心是理論部，也稱為 T 部，就像計算部門是 C 部，武器部門是 X 部。有超過一百名實體學家和數學家在 T 部工作，薪酬優渥且無教學和論文的壓力。這些科學家對于天資聰慧和行為古怪都不陌生。他們并不容易被驚到。
但米切爾·費根鮑姆是不尋常的個案。在之前，他隻發表了一篇署名的論文，而他目前正在做的卻看不出有什麼可期的前景。他的頭發長而雜亂，向後攏起，露出寬闊的額頭，好似那些德國作曲家半身像的風格。他的雙眼熱切而充滿激情。當他說話時，他總是語速很快，經常略去冠詞和代詞，有點兒像中歐人的做法，盡管他實際上是紐約布魯克林人。
當他工作時，他全心投入。當他無法工作時，他習慣于邊散步邊思考，不論白天或夜晚，而夜晚對他來說最好。一天二十四小時看上去限制過多。然而，當他認定無法再忍受在日落時起床（這每隔幾天就必定會發生）時，他的個人準周期實驗最終結束。
年僅二十九歲，他已然成為一位專家中的專家、一位臨時咨詢師；其他科學家會向他咨詢一些尤其難解的問題——在他們能夠找到他時。
一天傍晚，他前來上班，正碰上實驗室主任哈羅德·阿格紐準備下班離開。作為奧本海默最初的弟子之一，阿格紐享有崇高聲望。當初“艾諾拉·蓋伊号”在日本廣島投下實驗室的第一件産品時，他就在一旁的觀測飛機上拍攝下整個過程。
“我知道你非常聰明，”阿格紐對費根鮑姆說，“如果你果真那麼聰明，為什麼你不去解決雷射核聚變問題呢？”
甚至費根鮑姆的朋友們也在納悶，他是否終究能做出點兒自己的成果。盡管費根鮑姆很樂于在他們的問題上即興施展魔法，但他看上去并沒有興趣将自己的研究轉向任何可能有回報的課題。
他思索的是液體和氣體中的湍流。他思慮的是時間——它是在平滑地流動，還是在離散地跳動，就好似一個宇宙電影畫面的無盡序列？他思量的是眼睛如何能夠看到穩定的顔色和形狀，特别是，實體學家已經知道我們的宇宙是一個不斷變幻的量子萬花筒。他所思考的是雲彩，并常常透過飛機舷窗觀察它們（直到 1975 年，他的科研旅行特權被正式暫停，理由是過度使用），或者在遠離實驗室的遠足徑上眺望它們。
在美國西部的山地市鎮，雲彩一點兒也不像彌漫在東部空氣中的灰蒙蒙的霧霾。在洛斯阿拉莫斯（它處在一座巨大的火山口的背風處），雲彩布滿天空，随機排列，但有時也不随機——形成均一的釘狀或是規則的壟狀，就像腦溝一樣。
在一個西北雨的午後，天空烏雲籠罩，電閃雷鳴，強對流天氣在四五十公裡外遙遙可見，而整個天空似乎在上演一場大戲，隐約在嘲笑實體學家。雲彩代表了大自然一個長久以來被實體學主流所忽略的方面，一個既模模糊糊又細節豐富、既具有結構又不可預測的方面。費根鮑姆思考着這些東西，默默地，勞而無功地。
在實體學家看來，實作雷射核聚變是一個正經問題，破解微小粒子的自旋、色與味是一個正經問題，确定宇宙的年齡是一個正經問題。了解雲彩則是一個不妨留給氣象學家的問題。像其他實體學家一樣，費根鮑姆用了一些輕描淡寫、彰顯自己大無畏的字詞來描述這樣一些問題。他可能會說，這些問題是顯而易見的，也就是說，任何夠格的實體學家在經過适當的思考和計算之後就能夠解決它們。
而對于那些最難的問題，那些不通過深入洞察宇宙的本質就沒有辦法解決的問題，實體學家則專門用“深刻”之類的字詞來形容。在 1974 年，盡管幾乎不為同僚所知，費根鮑姆就正在研究一個深刻的問題：混沌。
混沌開始的地方
正是經典科學止步之處
自從實體學家開始探索自然規律以來，他們一直苦于無法了解大氣中的無序、海洋中的湍流、野生動物種群數量的漲落，以及心髒和腦中的振蕩。大自然這些不規則的方面，這些不連續的、不可預測的方面，一直是科學中的謎團，或者更糟糕地，是其醜陋難堪之處。
但在 20 世紀 70 年代，美國和歐洲的一些科學家開始尋找一條穿越無序的道路。這當中包括數學家、實體學家、生物學家和化學家，他們都試圖在不同種類的不規則性之間找出聯系。
生理學家在人類心髒脈動的紊亂（心律失常是猝死的主因）中找到了一種意料之外的秩序。生态學家探索了舞毒蛾種群數量的起伏。經濟學家則翻出了過去的股票價格資料，并嘗試使用一種新的分析方法。由此得到的種種洞見進而被直接應用于自然界——不論是雲彩的形狀，還是閃電的路徑；不論是微觀的血管的樹狀交織，還是宏觀的恒星的聚內建團。
當費根鮑姆在洛斯阿拉莫斯開始思考混沌時，他就是這些屈指可數的科學家當中的一員。這些人分散在各地，并且大多互不認識。一位加州大學伯克利分校的數學家已經組織了一個小團隊，專門研究創立一門有關“動力系統”的新學問。
一位普林斯頓大學的種群生物學家即将發表一份熱切的呼籲，主張所有科學家都應該關注某些隐藏在簡單模型中但出人意料複雜的行為。一位在 IBM 工作的幾何學家正在尋找一個新說法，以描述被他視為自然界的組織原則之一的一類參差不齊、支離破碎的形狀。一位法國數理實體學家則剛剛提出一個富有争議的論斷，認為流體中的湍流可能與一種怪異的、無窮糾纏的、被他稱為奇怪吸引子的抽象有關。
十多年後，混沌已經成為一個快速發展的、正在不斷重構現有科學的運動的簡稱。混沌學術會議和混沌研究期刊層出不窮。
本期薦書
《混沌：開創一門新科學》
作者：詹姆斯•格雷克 譯者：樓偉珊