复杂系统涌现的序参量理论 | 涌现动力学第二课

集智俱乐部 2025-04-27 17:55 上海

2024年4月28日 19:00-21:00分享

导语

集智学园联合华侨大学郑志刚教授开设「复杂系统的涌现动力学」系列课程，从同步到集群，从动力系统到统计物理，本课程为你全面、系统地介绍涌现动力学，从物理学视角建立起理论框架。

在第一节课程已阐述复杂系统与复杂性的一般特征，讨论了如何用系统科学理论和方法开展研究。

现作为系列课程的第二讲，郑志刚教授将以「复杂系统涌现的序参量理论」为题，分析如何从复杂高维系统中得到描述系统行为的序参量，介绍支配原理。对于实际的难以建模的复杂系统，介绍近年来发展的基于复杂时空序列的本征微观态方法和Koopman方法。正式分享将于4月28日（周一）19:00-21:00进行。

主题：复杂系统涌现的序参量理论

课程简介

在第一节课程已阐述复杂系统与复杂性的一般特征，讨论了如何用系统科学理论和方法开展研究。本次在复杂系统的涌现动力学第二节课程中，将讨论复杂系统涌现的序参量理论。

课程将介绍：（1）平衡态和非平衡相变研究所得到的对称性破缺和序参量；（2）复杂系统自组织的协同学基本原理；（3）分析如何从复杂高维系统中得到描述系统行为的序参量，介绍支配原理；（4）介绍近年来发展的基于复杂时空序列的本征微观态方法和Koopman方法。

课程大纲

1. 平衡态相变；非平衡相变

2. 协同学原理与序参量的涌现

3. 本征微观态方法

4. Koopman方法

专业术语

复杂系统，序参量理论，平衡态，非平衡态，自组织，协同学，支配原理，本征微观态方法，Koopman方法。

参考文献

1. Huang, N. E., Shen, Z., Long, S. R., Wu, M. C., Shih, S. H., Zheng, Q., Tung, C. C. and Liu, H. H. 1998 The empirical mode decomposition method and the Hilbert spectrum for non-stationary time series analysis, Proc. Roy. Soc. London, A454, 903–995.

2. Yalcinkaya, T., & Lai, Y.-C. (1997). Phase characterization of chaos. Physical Review Letters, 79(20), 3885-3888. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.79.3885

3. 郑志刚，复杂系统的涌现动力学：从同步到集体输运（上，下），“十三五”国家重点出版物出版规划项目，软物质前沿科学丛书，科学出版社, 2019

4. Zhigang Zheng, Chapter 4: Emergence dynamics in complex systems: a brief introduction, in X.-Y. Liu (ed.), Frontiers and Progress of Current Soft Matter Research, (Springer, 2021).

5. Zhigang Zheng*, Can Xu, Jingfang Fan, Maoxin Liu, and Xiaosong Chen, Order parameter dynamics in complex systems: from models to data, Chaos 34, 022101 (2024).

6. 黄锷，张钰，吴召华，非线性非平稳数据自适应分析方法，科学出版社，2023

课程信息

课程主题：复杂系统涌现的序参量理论

课程时间：2025年4月28日（周一） 19:00-21:00

课程形式：腾讯会议（会议信息见群内通知）；集智学园网站录播（3个工作日内上线）

课程主讲人

郑志刚，华侨大学二级教授，研究员-教授双岗，荟萃计划特聘教授，闽江学者、桐江学者特聘教授，福建省百人计划、高层次领军人才，系统科学学科负责人，物理学科带头人。

1997-2015年在北京师范大学工作，2001年破格教授，2006-2011年曾任物理系系主任。2015年至今在华侨大学信息科学与工程学院工作，任华侨大学系统科学研究所所长。曾获全国百篇优博、高校青年教师奖、优秀骨干教师奖等。

目前担任《JAND》杂志副主编，《Chaos》、《Scientific Reports》、《Entropy》、《Chinese Physics B》、《物理学报》等杂志编委。长期从事复杂系统统计物理与非线性动力学方面的教学研究，承担包括973、国家自然科学基金重点项目等国家和省部级项目30多项，在国际刊物发表学术论文200多篇。出版《混沌控制》、《耦合非线性系统的时空动力学与合作行为》、《从动力学到统计物理学》、《复杂系统的涌现动力学》、《生物分子马达的统计物理与复杂输运》等多部专著。

课程适用对象

1. 领域研究者、理工科研究生或高年级本科生：

a. 对非线性动力学、复杂科学、统计物理等领域感兴趣；

b. 具备一定的微分方程、线性代数及计算基础；

c. 对交叉领域研究有热情的研究者；

2. 具有探究精神的学生：

a. 乐于参与讨论、假设推导和问题反思的学生。

报名须知

1. 课程形式：腾讯会议直播，集智学园网站录播。本系列课程不安排免费直播。

2. 课程周期：2025年4月14日-2025年6月16日，每周一晚19点-21点进行。

3. 课程定价：原价799，早鸟价639，早鸟优惠截止到2025年4月14日中午12点。

扫码付费报名

课程课程链接：https://campus.swarma.org/course/5482?from=wechat

付费流程：

1. 扫码付费；

2. 课程页面添加学员登记表，添加助教微信入群；

3. 课程可开发票。

课程奖学金机制

1. 途径一：发布高质量课程笔记

在集智斑图网站（pattern.swarma.org）完成本课程体系下某个方向的总结文章或学习路径。经集智学园助教团队评定认可后，可作为一条贡献。一条贡献奖励200元奖学金，质量优异的内容，会有浮动奖励。可参考：

AI何以涌现：复杂适应系统视角的ChatGPT和大语言模型

当机器学习遇见拓扑：拓扑数据分析与拓扑深度学习

探索“AI 大统一理论”：科学启发的机器学习理论

2. 途径二：招募课程助理1名

付费报名课程后，联系助教微信申请课程助理。经沟通，成为正式课程助理，完成课程助理任务，在课程结束后退全额学费。