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突变论

/catastrophe theory/
条目作者刘寄星

刘寄星

最后更新 2022-12-23
浏览 180
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描述自然界发生的各种突变现象的数学理论。又称突变理论。由法国数学家R.托姆于1969年提出。

英文名称
catastrophe theory
又称
突变理论
所属学科
物理学

托姆认为,突变论的核心内容是美国数学家H.惠特尼1955年关于平面到平面的映射论文提出的奇点理论。托姆的贡献在于证明了基本突变分类定理,对突变形式做了分类。

突变论提出的研究突变现象的数学方法由四步组成:①确定刻画系统的参数和控制参数;②确定支配系统的势函数;③确定系统所有可能平衡态构成的态空间;④研究态空间到控制参数空间的投影,确定突变可能发生的参数范围。基本突变分类定理指出,尽管支配系统的势函数是非常复杂的,但只要系统的控制参数的个数不超过四个,结构稳定的势函数的拓扑类型只有7种,即一个控制参数时为折叠型,两个控制参数时为尖点型,三个控制参数时分别为燕尾型、双曲脐点型和椭圆脐点型;四个控制参数时为蝴蝶型和抛物脐点型。

托姆的突变论提出后,虽然被应用于某些突变现象的研究,取得一些有用的结果,但在数学界仍有些争议。此外,托姆的突变论完全不考虑涨落的影响,而其势条件在开放系统中基本不满足,也大大局限了理论的适用范围。

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