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软物质前沿科学丛书 复杂系统的涌现动力学 从同步到集体输运 下册 郑志刚 著 2019年版
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- 类 别：自然科学
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资料介绍
软物质前沿科学丛书 复杂系统的涌现动力学 从同步到集体输运 下册
作者：郑志刚 著
出版时间：2019年版
丛编项： 软物质前沿科学丛书
内容简介
由大量单元组成的复杂系统会产生丰富多彩的自组织与集体行为，近几年成为多交叉领域长盛不衰的研究热点。复杂系统的一个重要特征是涌现，即在整体层面会呈现出各种各样个体所不具备的行为。《复杂系统的涌现动力学 ： 从同步到集体输运（下册 ）》以复杂系统中普遍存在的同步与非平衡输运等涌现行为为切入点，以非线性动力学、统计物理学、序参量动力学理论等为理论工具，重点剖析了相振子、混沌振子及其复杂网络的同步、时空随机共振、时空斑图与非线性波、集体定向输运及低维体系热传导与热器件等现象，并探讨了这些看似不同的现象之间的内在机制、共性和联系。《复杂系统的涌现动力学 ： 从同步到集体输运（下册 ）》分上下册，上册包括第1～4章，下册包括第5～7章。
目录
目录
（下册）
丛书序
前言
第5章 时空随机共振与波传播 359
5.1 阵列加强的随机共振与时空同步 359
5.1.1 阵列加强随机共振 359
5.1.2 相干随机共振与时空同步 362
5.1.3 时空随机共振与φ4成核理论 364
5.1.4 时空随机共振的实验验证 366
5.1.5 Swift-Hohenberg系统中的时空随机共振 368
5.1.6 全局耦合系统中的时空随机共振效应 372
5.1.7 双随机共振 375
5.2 可激发介质的时空动力学与波 377
5.2.1 神经系统 377
5.2.2 可激发介质 380
5.2.3 一维可激发介质中的行波 385
5.2.4 斑图动力学简述 388
5.2.5 二维空间中的行波：螺旋波 390
5.2.6 缺陷对行波的影响 393
5.3 可激发网络系统的自持续振荡 397
5.3.1 主超前相位驱动方法 399
5.3.2 可激发网络的自持续振荡 401
5.3.3 自持续振荡的波源和波传播路径 405
5.4 基因调控网络的自持续振荡 408
5.4.1 基因调控网络简介 408
5.4.2 基于DPAD的功能权重方法 411
5.4.3 基因调控网络振荡斑图的功能骨架与振荡核心 413
5.4.4 网络的基本振荡模体与混沌振荡模体 416
5.5 噪声对可激发介质的作用 418
5.5.1 噪声驱动可激发系统中的相干共振 418
5.5.2 噪声对波的传播的影响 422
5.5.3 噪声与时空斑图的形成及转换 428
5.5.4 噪声对可激发介质同步的影响 436
第6章 耦合链的相变与非线性动力学 441
6.1 FK格点链与基态 442
6.1.1 FK模型 442
6.1.2 平衡态位形结构与标准映象 443
6.1.3 基态与相图 445
6.2 公度{非公度转变 447
6.2.1 公度基态与公度{非公度转变 447
6.2.2 非公度基态与Aubry相变 449
6.2.3 缺陷、界面与亚稳态 453
6.3 常外力驱动下FK系统的耗散动力学 455
6.3.1 Middleton禁越规则 455
6.3.2 常外力驱动下的定态不变性与动力学壳函数 456
6.3.3 脱钉相变 458
6.4 周期力驱动FK系统的耗散动力学与共振行为 460
6.4.1 周期开关常外力下的运动 461
6.4.2 余弦力驱动下的锁模行为 462
6.5 欠阻尼FK系统的低速动力学 466
6.5.1 直流外力驱动下的小阻尼FK系统 466
6.5.2 连续化极限：sine-Gordon方程 468
6.5.3 低速区的共振台阶的机制及平均场理论 472
6.5.4 平均场理论的物理解释 477
6.5.5 共振台阶上的动力学 480
6.6 欠阻尼FK系统的高速动力学 482
6.6.1 周期解的稳定性分析 482
6.6.2 周期边界条件：M=0的情形 483
6.6.3 周期边界条件：M>0的情形 485
6.7 FK系统的拓扑动力学性质 488
6.7.1 动力学收缩因子与偏离因子 488
6.7.2 反扭结的产生及影响 491
6.7.3 从低速区向高速区的跃变 493
6.8 非凸耦合FK系统的时空动力学 495
6.8.1 正弦耦合的FK系统 495
6.8.2 转子呼吸子 497
6.8.3 非凸耦合对低速区共振的破坏 500
第7章 格点链的非平衡合作输运 503
7.1 耦合链系统的集体扩散性质 504
7.1.1 噪声驱动的FK链 504
7.1.2 线性响应：扩散的加强效应 506
7.1.3 非线性响应：迁移过程的抑制效应 510
7.2 热力学棘轮与布朗马达 511
7.2.1 概述 511
7.2.2 Feynman热力学棘轮 513
7.2.3 多种多样的布朗马达 518
7.2.4 脉动棘轮系统的定向输运 522
7.2.5 摇摆棘轮系统的定向输运 525
7.3 生物分子马达简介 527
7.3.1 多种多样的分子马达 527
7.3.2 分子马达的机械化学性质 531
7.3.3 分子马达的运动模式 534
7.4 耦合布朗马达与集体定向输运 537
7.4.1 耦合链在棘轮势中的集体定向输运 537
7.4.2 耦合链在对称势中的集体定向输运 546
7.4.3 集体定向输运的调控：含时耦合 552
7.4.4 集体定向输运的调控：行波驱动 554
7.5 FK系统与低维晶格系统的热传导研究 560
7.5.1 概述 560
7.5.2 热传导基本模型与概念 562
7.5.3 一维FK链中的热传导问题：声子{晶格相互作用 566
7.6 热整流与热器件 569
7.6.1 热整流器 569
7.6.2 热二极管与Kapitza热阻 572
7.6.3 负微分热阻：从热三极管到热逻辑门与热存储器 578
7.7 热流的棘轮效应 582
7.7.1 非对称晶格链的热流棘轮效应 582
7.7.2 均匀格点链单端热源调制的热流棘轮效应 586
7.7.3 时时零温差热源调制下的热流棘轮效应 589
参考文献 595
中英文对照索引 639
彩图
（上册）
第1章 复杂性：从简单开始 1
第2章 从Huygens到Kuramoto：同步的相变动力学 95
第3章 混沌系统的同步动力学 177
第4章 复杂网络上的同步动力学 254
作者：郑志刚 著
出版时间：2019年版
丛编项： 软物质前沿科学丛书
内容简介
由大量单元组成的复杂系统会产生丰富多彩的自组织与集体行为，近几年成为多交叉领域长盛不衰的研究热点。复杂系统的一个重要特征是涌现，即在整体层面会呈现出各种各样个体所不具备的行为。《复杂系统的涌现动力学 ： 从同步到集体输运（下册 ）》以复杂系统中普遍存在的同步与非平衡输运等涌现行为为切入点，以非线性动力学、统计物理学、序参量动力学理论等为理论工具，重点剖析了相振子、混沌振子及其复杂网络的同步、时空随机共振、时空斑图与非线性波、集体定向输运及低维体系热传导与热器件等现象，并探讨了这些看似不同的现象之间的内在机制、共性和联系。《复杂系统的涌现动力学 ： 从同步到集体输运（下册 ）》分上下册，上册包括第1～4章，下册包括第5～7章。
目录
目录
（下册）
丛书序
前言
第5章 时空随机共振与波传播 359
5.1 阵列加强的随机共振与时空同步 359
5.1.1 阵列加强随机共振 359
5.1.2 相干随机共振与时空同步 362
5.1.3 时空随机共振与φ4成核理论 364
5.1.4 时空随机共振的实验验证 366
5.1.5 Swift-Hohenberg系统中的时空随机共振 368
5.1.6 全局耦合系统中的时空随机共振效应 372
5.1.7 双随机共振 375
5.2 可激发介质的时空动力学与波 377
5.2.1 神经系统 377
5.2.2 可激发介质 380
5.2.3 一维可激发介质中的行波 385
5.2.4 斑图动力学简述 388
5.2.5 二维空间中的行波：螺旋波 390
5.2.6 缺陷对行波的影响 393
5.3 可激发网络系统的自持续振荡 397
5.3.1 主超前相位驱动方法 399
5.3.2 可激发网络的自持续振荡 401
5.3.3 自持续振荡的波源和波传播路径 405
5.4 基因调控网络的自持续振荡 408
5.4.1 基因调控网络简介 408
5.4.2 基于DPAD的功能权重方法 411
5.4.3 基因调控网络振荡斑图的功能骨架与振荡核心 413
5.4.4 网络的基本振荡模体与混沌振荡模体 416
5.5 噪声对可激发介质的作用 418
5.5.1 噪声驱动可激发系统中的相干共振 418
5.5.2 噪声对波的传播的影响 422
5.5.3 噪声与时空斑图的形成及转换 428
5.5.4 噪声对可激发介质同步的影响 436
第6章 耦合链的相变与非线性动力学 441
6.1 FK格点链与基态 442
6.1.1 FK模型 442
6.1.2 平衡态位形结构与标准映象 443
6.1.3 基态与相图 445
6.2 公度{非公度转变 447
6.2.1 公度基态与公度{非公度转变 447
6.2.2 非公度基态与Aubry相变 449
6.2.3 缺陷、界面与亚稳态 453
6.3 常外力驱动下FK系统的耗散动力学 455
6.3.1 Middleton禁越规则 455
6.3.2 常外力驱动下的定态不变性与动力学壳函数 456
6.3.3 脱钉相变 458
6.4 周期力驱动FK系统的耗散动力学与共振行为 460
6.4.1 周期开关常外力下的运动 461
6.4.2 余弦力驱动下的锁模行为 462
6.5 欠阻尼FK系统的低速动力学 466
6.5.1 直流外力驱动下的小阻尼FK系统 466
6.5.2 连续化极限：sine-Gordon方程 468
6.5.3 低速区的共振台阶的机制及平均场理论 472
6.5.4 平均场理论的物理解释 477
6.5.5 共振台阶上的动力学 480
6.6 欠阻尼FK系统的高速动力学 482
6.6.1 周期解的稳定性分析 482
6.6.2 周期边界条件：M=0的情形 483
6.6.3 周期边界条件：M>0的情形 485
6.7 FK系统的拓扑动力学性质 488
6.7.1 动力学收缩因子与偏离因子 488
6.7.2 反扭结的产生及影响 491
6.7.3 从低速区向高速区的跃变 493
6.8 非凸耦合FK系统的时空动力学 495
6.8.1 正弦耦合的FK系统 495
6.8.2 转子呼吸子 497
6.8.3 非凸耦合对低速区共振的破坏 500
第7章 格点链的非平衡合作输运 503
7.1 耦合链系统的集体扩散性质 504
7.1.1 噪声驱动的FK链 504
7.1.2 线性响应：扩散的加强效应 506
7.1.3 非线性响应：迁移过程的抑制效应 510
7.2 热力学棘轮与布朗马达 511
7.2.1 概述 511
7.2.2 Feynman热力学棘轮 513
7.2.3 多种多样的布朗马达 518
7.2.4 脉动棘轮系统的定向输运 522
7.2.5 摇摆棘轮系统的定向输运 525
7.3 生物分子马达简介 527
7.3.1 多种多样的分子马达 527
7.3.2 分子马达的机械化学性质 531
7.3.3 分子马达的运动模式 534
7.4 耦合布朗马达与集体定向输运 537
7.4.1 耦合链在棘轮势中的集体定向输运 537
7.4.2 耦合链在对称势中的集体定向输运 546
7.4.3 集体定向输运的调控：含时耦合 552
7.4.4 集体定向输运的调控：行波驱动 554
7.5 FK系统与低维晶格系统的热传导研究 560
7.5.1 概述 560
7.5.2 热传导基本模型与概念 562
7.5.3 一维FK链中的热传导问题：声子{晶格相互作用 566
7.6 热整流与热器件 569
7.6.1 热整流器 569
7.6.2 热二极管与Kapitza热阻 572
7.6.3 负微分热阻：从热三极管到热逻辑门与热存储器 578
7.7 热流的棘轮效应 582
7.7.1 非对称晶格链的热流棘轮效应 582
7.7.2 均匀格点链单端热源调制的热流棘轮效应 586
7.7.3 时时零温差热源调制下的热流棘轮效应 589
参考文献 595
中英文对照索引 639
彩图
（上册）
第1章 复杂性：从简单开始 1
第2章 从Huygens到Kuramoto：同步的相变动力学 95
第3章 混沌系统的同步动力学 177
第4章 复杂网络上的同步动力学 254
