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，第三讲聚焦“时域的涌现：节律与集体振荡”。课程深入探讨生物节律作为一种典型的涌现现象，分析神经网络和基因调控网络中的集体振荡。课程将引入非线性动力学方法、主超前相位驱动（DAPD）方法和功能权重（FW）方法，揭示涌现的复杂机制。适合对非线性动力学、复杂科学和统计物理感兴趣的理工科学生和研究者。

⏰生物节律是一种典型的非线性涌现现象，是各种因素调控、竞争、合作、反馈的自组织结果，本课程将探讨集体振荡的产生机理。

🧠课程案例包括神经网络和基因调控网络中的集体振荡，通过分析这些案例，深入理解时域涌现的机制。

🔬课程将引入多种研究方法，包括非线性动力学方法、主超前相位驱动（DAPD）方法和功能权重（FW）方法，用于揭示涌现现象的本质。

👨‍🏫课程主讲人郑志刚教授是华侨大学的知名学者，在复杂系统、统计物理与非线性动力学方面有深厚的学术背景和丰富的研究经验。

📚课程内容还涉及到多个专业术语，如振荡、极限环、节律、反应-扩散机制等，帮助学员建立更全面的知识体系。

集智俱乐部 2025-05-11 20:30 上海

2025年5月12日 19:00-21:00分享

主题：时域的涌现：节律与集体振荡

课程简介

节律或振荡在生命的世界里无处不在，称为生物钟或生物节律，2017年三位科学家曾因此获诺贝尔生理学或医学奖。

节律是一种涌现吗？是的，它是典型的非线性现象，是各种因素调控、竞争、合作、反馈的自组织结果。

本节课我们将一起探讨作为时域的一种典型涌现行为来探讨集体振荡的产生机理，并以神经网络和基因调控网络的集体振荡作为研究案例进行分析，引入非线性动力学方法、主超前相位驱动（DAPD）方法和 功能权重 (functional weight, FW) 方法，揭示涌现并不总是“多者异也”。

课程大纲

1. 作为涌现现象的生物节律

2. 研究方法

3. 神经网络中的节律与振荡

4. 基因调控网络的自持续振荡涌现

5. 讨论分析

专业术语

振荡，极限环，节律，非线性动力学方法，主超前相位驱动（DAPD）方法， 功能权重 (functional weight, FW) 方法， 反应-扩散（reaction-diffusion）机制，可激发系统， 布尔网络，耦合权重方法。

参考文献

[1] 郑志刚. 打开生命时钟，重塑生命节律[J]. 物理, 2017, 46(12): 802-808. DOI: 10.7693/wl20171203

[2] Y. Qian, X. H. Liao, X. D. Huang, Y. Y. Mi, L. S.  Zhang, G. Hu, Phys. Rev. E, 82 026107 (2010).

[3] X. H. Liao, Q. Z. Xia, Y. Qian, L. S. Zhang, G. Hu,  Y. Y. Mi, Phys. Rev. E, 83 056204 (2011).

[4] Li, Yan, Zheng, Chin. Phys. B 31, 090502 (2022).

[5] Turing A. The chemical basis of morphogenesis (1952)[J]. B Jack Copeland, 1952, 519.

[6] Mi Y, Liao X, Huang X, et al. Long-period rhythmic synchronous firing in a scale-free network[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013, 110(50): E4931-E4936.

[7] John J Tyson, Bela Novak. Annual review of physical chemistry,  2010, 61:219.

[8] Eran Segal, Michael Shapira, Aviv Regev, et al. Nat Genet, 2003,  34(2):166–176.

[9] S.A. Kauffman, Journal of Theoretical Biology, 1969, 22(3):437 467.

[10] Leon Glass, Stuart A. Kauffman. Journal of Theoretical Biology,  1973, 39(1):103–129.

[11] Stuart Kauffman, Carsten Peterson, Bjorn Samuelsson, et al. ,  PNAS, 2003, 100(25):14796–14799.

[12] Zhang Z, Ye W, Qian Y, et al. Chaotic motifs in gene regulatory networks[J]. Plos one, 2012, 7(7): e39355.

[13] Zhang Z, Li Z, Hu G, et al. Exploring cores and skeletons in oscillatory gene regulatory networks by a functional weight approach[J]. Europhysics Letters, 2014, 105(1): 18003.

课程信息

课程主题：时域的涌现：节律与集体振荡

课程时间：2025年5月12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：799元

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。

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