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1961年冬季的一天，羅倫茲在計算機上進行關(guān)于天氣預(yù)報的計算。他發(fā)現(xiàn)天氣變化同上一次的模式迅速偏離，在短時間內(nèi)，相似性完全消失了。進一步的計算表明，輸入的細微差異可能很快成為輸出的巨大差別。

羅倫茲很快意識到這意味著完美的天氣預(yù)報只不過是一種幻想。 蝴蝶效應(yīng)對預(yù)測提出了明顯的挑戰(zhàn)，因為永遠無法完全準確地知道諸如天氣之類的系統(tǒng)的初始條件。

“蝴蝶效應(yīng)”是指在一個動力系統(tǒng)中，初始條件下微小的變化能帶動整個系統(tǒng)的長期而巨大的連鎖反應(yīng)。這是一種混沌現(xiàn)象，“一只蝴蝶在巴西輕拍翅膀，會使更多蝴蝶跟著一起振翅。最后將有數(shù)千只的蝴蝶都跟著那只蝴蝶一同揮動翅膀，其所產(chǎn)生的颶風(fēng)可以導(dǎo)致一個月后在美國德州發(fā)生一場龍卷風(fēng)。

“這些系統(tǒng)是變化的，就是動態(tài)的，它們會隨時間而改變。盡管事物所遵循的定律不會改變，然而事物本身卻會變化。棋類游戲中有各種各樣的牌局，或者遵循萬有引力定律的棒球、行星和星系的運行軌跡，都說明了這一點：少數(shù)規(guī)則或定律能夠產(chǎn)生復(fù)雜的系統(tǒng)，而且以不斷變化的形式引起恒新性（perpetual novelty）和新的涌現(xiàn)現(xiàn)象?！?/p>

協(xié)同效應(yīng)，體現(xiàn)在處理由許多子系統(tǒng)組成的系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)可能具有完全不同的性質(zhì)，例如電子、原子、分子、細胞、神經(jīng)元、機械元件、光子、器官、動物甚至人類。研究這些子系統(tǒng)的合作如何在宏觀尺度上產(chǎn)生空間、時間或功能結(jié)構(gòu)。特別是，注意力將集中在這些結(jié)構(gòu)以自組織方式出現(xiàn)的那些情況，尋找支配這些自組織過程的原則，而不管子系統(tǒng)的性質(zhì)如何。赫爾曼從物理學(xué)到社會學(xué)的各個領(lǐng)域中無序——秩序或秩序——秩序轉(zhuǎn)變的典型例子，并提出了基本概念和數(shù)學(xué)方法。