我知道jason小时候最喜欢玩沙子,特别是在海边,就问jason:你小时候是不是玩过沙堆?
jason说:是呀,越堆越高,很好玩。
我问他:那你注意过当你一直往上面堆积沙子时,沙子会不会在某一时刻突然坍塌?
jason停下正在吃的苹果,一边回想一边迟疑地说:好像是有的。突然他一下子跳起来说:有一次我和哥哥比谁堆的更高,我就使劲往上面堆,本来挺高的了,却不知道怎么的一下子全部都滑下去了,然后就输了。
说完,他使劲咬了一口苹果,似乎还在为当时输掉了不甘心。
我说:是呀。其实,这就是一种临界状态。马克·布查读博士就做过著名的沙堆实验:他不断地让沙子堆积在一个平面上,沙子会慢慢地变高,变成沙堆,但是,随着沙堆的不断攀高,边缘会越来越陡峭,在某一个时刻,会突然由陡峭的高高的沙峰突然坍塌,整个沙面变得越来越平坦。
科学家们用计算机模拟整个沙堆实验,在不同的坡度涂上不同的颜色,在相对平稳的地方,涂上绿色,在陡峭,容易崩塌的地方涂上红色,最后,科学家发现,最初沙堆基本都是绿色,随着沙堆变高,绿色区域开始渗进越来越多的红色,沙粒越来越多,分散的红色也越来越密集,最后,红点变成了主颜色,最后在某一粒小小的沙粒冲击下,沙堆发生了巨大的坍塌。
这就是演示出了一个复杂系统下发生灾难的临界状态。
这位物理学家将灾难描述为一条公式:复杂系统 临界状态 微小触发=灾难
---03.有关幂次定律和封冻效应---知道了灾难发生的成因,儿子有点忧心忡忡,说:那沙堆那么容易就坍塌,那自然灾害会不会也时不时降临啊?昨晚儿刮了很大的风呀,阿弥陀佛!谁来保佑我们呀?
我笑了,说:倒也不是,所谓灾难,并不是平常什么稍微不舒服一点的事情都能说成是灾难的,灾难有三个特点:
1.灾难发生的规模和次数符合幂次法则
2.灾难没有明显的周期规律
3.灾难爆发前有历史封冻效应
儿子一脸懵圈说:什么叫幂次法则?
我说:我们一起查一查吧。
我们查到:幂次法则指的是事物的发展,其规模与次数成反比,规模越大,次数越少。
幂次法则也叫“80-20法则”,由经济学家帕累托在1906年提出的,也就是说,这种复杂系统,因为规模很大,发生的概率并不高。想想也是,如果频繁发生,那地球哪还能存在?
儿子说:我明白啥叫幂次法则了,那为什么说灾难没有明显的周期规律呢?我们去博物馆,我还看见预测地震的地震仪呢,只要哪个方向发生地震了,地震仪上那个方位的蛤蟆就会吐出一个球来。
我说:是呀,你这个思考挺有意思的。这种地震仪其实也只是地震后有警示,随着科技的发展,人们在不断地探索每种现象背后的原因,但是实际上,到目前为止,人类所掌握的科技面对浩瀚的宇宙,还只是一点点,就像最爱发生地震的日本,也无法准确预测每次地震的周期和时间。
儿子沉思着点点头,说:哎,妈妈你总说学海无涯,我突然觉得学海真的很无涯呀。
我拍拍他的小脑袋瓜儿说:对呀,有时候让你学习,你还不开心,其实就算科学家,每天也要不断地学习。
儿子马上转换话题,说:好啦,好啦,知道啦。那历史封冻效应是什么呢?
我说:这种封冻效应,是指一切事物的发展,都并非是一蹴而就,每一个曾经发生过的事情其实都留下了印迹,虽然看上去淹没在历史里了,实际上当最后累积到一定程度发生某件大事时,回头来看看,才发现历史上每一步发展,其实都是有相互联系和作用,也就是说,虽然每件事情在当时看不到对未来有什么作用,就像被历史已经封冻了,但实际上,在未来发生某件事情时,历史学家就会将之前发生的那些事情串联起来,发现原来之前发生的事件就是隐藏的“因”。
---04.关于灾难的思考---我问儿子:你还记得去年看过《流浪的地球》吗?
儿子说:对呀,超级好看呀,我后来还看了好几遍呢。
我说:流浪地球里有一句台词是,最初,没有人在意这场灾难,这不过是一场山火,一场旱灾,一个物种的灭绝,一座城市的小事,直到这场灾难与每个人息息相关!
对,平时,灾难似乎离大家很遥远,但是,有句话说:雪崩之下,没有一片雪花是无辜的。当地球环境日渐变暖时,我们每个人可能都做过让地球变暖的事情,可能自己都不太清楚,但是每个人做一点,每个人做一点,累积起来就可能达到了某种临界状态。
就像前几天,我曾经看到一起新闻:南极的气温在不断攀高,甚至在2月9日测量到有史以来最高温度20.7度。
jason瞪大眼睛说:20.7度?不会吧,那南极不是比我们这里还暖和吗?
我说:我看过一个小视频,讲述的是2019年南极的冰山一直在不断坍塌中,全球气温升高,冰山坍塌,就会造成海平面不断升高,而全球气温升高并非是一朝一夕造成的,是人类这若干年来,不断排出二氧化碳等各种综合因素造成的,也是一个累积到临界状态造成的。