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© Albert Libchaber
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“一个小盒子里的液氦”
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阿尔贝·利布沙贝的精密实验的核心是一个细致打造的对流室（原先为圆筒形，后来改为长方形），里面充满液氦，并通过微小的蓝宝石辐射热计监控流体的温度变化。这个微型对流室被安放在真空当中，以隔绝噪声和振动，并进行精确的加热控制。
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振动的问题始终困扰着利布沙贝。跟现实中的非线性系统一样，相关的实验也存在于一个始终充斥着噪声的环境中。噪声干扰测量，损坏数据。在各种敏感的流中（利布沙贝的液氦流则将做到尽可能敏感），噪声的微扰还可能严重影响到一种非线性的流，使其行为从一种类型完全变成另一种。但非线性除了可以让一个系统变得不稳定，也可以让它变得稳定。非线性反馈可以调节运动，使之更稳健。在一个线性系统中，一个微扰的影响会一直延续下去。而当存在非线性时，一个微扰可以通过反馈过程越变越小，使得系统自动回复到一个稳定状态。利布沙贝相信，各种生物系统就是利用自身的非线性作为对抗噪声的一个手段。透过蛋白质进行的能量转移、心脏电活动的波状起伏，以及神经系统——所有这些都在一个充满噪声的世界中得以维持着自身的多种功能。利布沙贝希望，流体流背后暗藏的结构最终将被证明是足够稳健的，足以为自己的实验所探测到。
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他的计划是，加热底部的铜片，使得液氦上下出现温差，从而创造出对流。这正是爱德华·洛伦茨所描述的对流模型，也就是经典的瑞利–贝纳尔对流。利布沙贝当时还并不知道洛伦茨，他也没有听说过米切尔·费根鲍姆的理论。在 1977 年，费根鲍姆还在通过科学讲座介绍自己的工作，而他的发现在那些科学家知道如何诠释它的领域中产生了重要影响。但对于大多数物理学家来说，费根鲍姆所发现的模式和规则性与现实中的系统并不存在明显的关联。毕竟这些模式源自一部电子计算器，而物理系统要比这复杂不知多少倍。在没有更多证据的情况下，人们最多只能说，费根鲍姆发现了一个看上去像湍流发生的数学类比。
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利布沙贝知道，美国和法国科学家所做的实验已经表明，从层流到湍流的转捩是突然发生的，而不像朗道的湍流发生理论所预测的那样是一个不同频率的连续叠加。像杰里·戈勒布和哈里·斯温尼所做的旋转圆筒实验已经表明，对此需要一个新的理论，但他们一直未能观察到转捩发生的具体细节。利布沙贝知道，人们一直未能在实验室里得到湍流发生的清晰图景，而他相信自己的微型对流室将给出一幅到目前为止最清晰的图景。
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缩窄并专注于自己的视野可以帮助科学进步。根据这样的信念，流体力学家当初有理由怀疑斯温尼和戈勒布在研究泰勒–库埃特流时所声称达到的高精度。根据这样的信念，数学家当初也有理由对吕埃勒感到不满（而他们确实也这样做了）。他坏了规矩。他提出了一个雄心勃勃的物理理论，却让它装扮成一个严谨的数学命题的模样。如此这般，他让人难以区分什么是他假设的，什么又是他证明的。一位拒绝支持一个思想，除非它达到了形成定理并得到证明的标准的数学家，其实扮演了他的学科所赋予他的一个角色：有意识或无意识地，他是在警戒弄虚作假者和神秘主义者混入自己的学科。一位将包含新思想的论文退稿，只是因为它们以一种不熟悉的风格写成的期刊编辑，可能会让其受害者认为他是在维护那些学术“大佬”的地盘，但他其实也是在做他的分内之事，尤其是在一个有理由对那些未经检验的做法心存警惕的圈子里。“科学就是为了对抗一大堆胡说八道而建立起来的。”利布沙贝自己也这样说过。5 当他的同事将他称为一名神秘主义者时，这个标签并不总是意在讨人喜欢。
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5利布沙贝。
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利布沙贝是一名实验科学家，严谨小心，以做实验精确知名。但他也天生对那种飘忽抽象的、定义不良的、被称为流的东西有感觉。流是变化当中的形状，是运动当中的型相。一位物理学家在思考微分方程组时，会将它们的数学运动称为一种流。流是一个柏拉图式概念，它假设不同系统中的变化其实是某个不局限于一时一地的现实的反映。利布沙贝热情拥抱了柏拉图的思想，相信这样一些隐藏的型相在我们的宇宙中所在皆是。“但你知道它们是确实存在的！你都看到过树叶。当你看着所有这些树叶时，难道你不会惊讶于树叶的基本形状是有限的吗？你可以很容易就画出主形状。去试着理解它，或者其他形状，这应该会有点儿意思。在一个实验中，你已经看到液体如何扩散到另一种液体中。”他的桌子上到处放着这样一些实验的图片，上面是一些不断生长的分形的液体“树枝”。“现在，在你的厨房里，如果你打开煤气灶，你就会看到火焰也是这个形状。它是非常宽泛的，它是普适的。我不关心它是一团燃烧的火焰，还是在另一种液体中扩散的一种液体，又或是一种不断生长的晶体——我感兴趣的是这个形状。
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“自 18 世纪以来，人们就一直有某种梦想，某种科学一直未能帮助实现的梦想，那就是探究这样的形状在空间和时间上的演化。如果你想到了一种流，你可以想到各式各样的流，经济学中的流，或历史中的流。一开始，它可能是层流，然后它开始分岔，进入一个更为复杂的状态，或许还出现了振荡。再然后，它可能变得混沌。”6
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6利布沙贝。
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这些形状的普适性、在不同尺度上的自相似性，以及流中有流的递归性质——所有这些性质都是对于变化方程的标准微分学方法力所不及的。但这一点并不容易看出来。科学问题只能透过当时可用的科学语言表达出来。而截至当时，20 世纪对于利布沙贝有关流的直觉的最好表达，还是只能借助诗歌的语言。比如，华莱士·史蒂文斯就重申了一种超出当时的物理学知识的对于世界的感觉。他对于流，对于它如何在不断变化的过程中不断重复自己隐隐有所察觉：
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他对于斑驳的河流从来不会感到似曾相识，它不停流淌，从来不会有哪里一模一样，
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它流过多处地方，但又仿佛停滞在一处，固定不动，就好像一池有野鸭振翅其上的湖水。7
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7Wallace Stevens,“This Solitude of Cataracts,”The Palm at the End of the Mind, ed. Holly Stevens (New York: Vintage, 1972), p. 321.
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史蒂文斯的诗歌常常会描绘一个大气和水波变动无常的意象。而且它也传递了一个信念，这个信念关于大自然中的秩序所采用的不可见的型相：
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在没有一片云影的大气中，关于事物的知识躺在眼前，却未被看到。8
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8“Things of August,”Ibid., p. 358.
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当利布沙贝及其他一些实验科学家在 20 世纪 70 年代开始探究流体的运动时，他们怀着与这个颠覆性的、诗意的信念相近的意图。他们猜想，在运动与普适的型相之间存在一个关联。他们通过唯一可能的方式积累数据，将数值写下来，或记录在电子计算机中。但然后，他们努力想办法这样组织数据，使得它们将揭示出形状。他们希望通过运动来刻画形状。他们相信，像火焰这样的动态形状，以及像树叶这样的有机形状，这些形状的型相源自某种尚未得到理解的作用力的相互作用。这些实验科学家，最锲而不舍地探寻混沌的一批人，最终拒绝接受任何可被固定住不动的现实而取得了成功。尽管利布沙贝没有用到下面这样的说法来描述它，但他们的想法与史蒂文斯在见到北极光时的感受（“固态之物的一种非固态翻腾”）有点儿接近：
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天边有一处有力的摩擦，来来去去，就在西方昏星的正下方。
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气势壮丽，熠熠生辉，东西出现，移动，然后消散。
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远远地，变化地，或全无踪迹地，夏夜清晰可见的变换，
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一个银色的抽象即将成形，然后突然之间戛然而止。
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这是固态之物的一种非固态翻腾。这个夜晚的月光之湖既不是水的，也不是气的。9