“一隻在亞馬遜雨林中的蝴蝶偶爾扇動幾下翅膀，就可以在兩周以後引起美國得克薩斯州的一場龍卷風。這就是蝴蝶效應。”這句話相信大家或多或少都有所耳聞，但事實上，從科學的角度來講，一隻蝴蝶扇動翅膀是無法引起龍卷風的。

蝴蝶效應隻是基于混沌理論的一個概念，使用蝴蝶的比喻是因為蝴蝶雖然脆弱，在拍打翅膀時不會激起太多的空氣，但即使是那微小的運動也可能引發一系列變化，這些變化最終可能會在幾英裡以外引發一場龍卷風。當然，像蝴蝶扇動翅膀這樣的單一行為不會引起龍卷風。然而，小事件可以作為對起始條件起作用的催化劑，因此，從廣義上講，蝴蝶效應意味着大事件可能與小事件甚至微不足道的事件有關。

“蝴蝶效應”一詞是由氣象學家愛德華·羅倫茲 (Edward Lorenz) 引用的。 1961年，愛德華·羅倫茲在使用計算機程序計算他所設計來模拟大氣中空氣流動的數學模型，在進行第二次計算時，為了省事，他直接從程式的中段開始，輸入前一次從模拟結果中打印出來的數據，但計算的結果卻與第一次完全不同。

檢查後羅倫茲發現原因是出在打印的數據上，第一次計算的數據值為0.506127，但第二次計算時，他将數據值四舍五入到小數後3位，也就是0.506，雖然調整幅度很小，但混亂卻接踵而至，計算機産生了與之前完全不同的預測。羅倫茲因此推斷，在複雜系統中，即使是一些微小的變化也會導緻最終結果的不同。

▲值 ρ=28, σ = 10, β = 8/3 時的洛倫斯吸引子圖

1963年，愛德華·羅倫茲在一篇題為“确定性非周期流”（Deterministic Nonperiodic Flow）的論文中充分闡述了自己的想法，羅倫茲在其中寫道：

在唯一性、連續性和有界性的條件下，中心軌迹在某種意義上不具有瞬态性質，但如果它是非周期的，它就是不穩定的。一個非中心軌迹，如果它是非周期的，它就不是均勻穩定的，如果它是穩定的，它的穩定性就是它的瞬态特性之一，随着時間的推移，它會逐漸消失。由于不可能精确測量初始條件，從而區分中心軌迹和附近的非中心軌迹，從實際預測的角度來看，所有非周期軌迹實際上都是不穩定的。

為了讓大衆能夠理解這個概念，羅倫茲在之後的演講和采訪中開始用蝴蝶類比，他解釋說，蝴蝶扇動翅膀雖然不會産生龍卷風，但卻會使身邊的空氣系統發生變化，并産生微弱的氣流，而微弱的氣流産生又會引起四周空氣或其他系統産生相應的變化，由此引起一個連鎖反應，最終導緻其他系統發生巨大變化。

▲蝴蝶效應的鐘擺實驗

在蝴蝶效應之前，一些科學家認為，我們可以預測未來，并對天氣和經濟等進行一定程度的預測，但蝴蝶效應卻表明我們無法預測未來，因為我們周圍的系統是混亂的，容易發生突然變化。而一旦變化發生，我們就可能改變了未來。

正如《蝴蝶效應》中的男主角伊萬，通過日記穿梭時空回到過去，去重新挽回那些做錯的事，但伊萬在過去改變的每一件事，在回到現實後卻發現事與願違，讓事情變得越來越糟糕。為了彌補錯誤，伊萬一次又一次返回過去試圖消除痕迹，奔波于日益混亂的過去與現實之間，直到不可挽回的結局。

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