集智俱乐部 07月18日 12:12
7月18日周五开讲:自组织理论丨《系统科学前沿》第五课预告
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集智学园联合北师大系统科学学院推出的“系统科学前沿”系列课程,以方福康先生文集为基石,汇聚十位教授,系统整合统计物理、生命系统智能、社会复杂系统建模、人工智能与复杂网络等交叉领域。第五讲由北师大崔晓华副教授主讲,深入探讨系统有序行为的形成机制。课程将从热力学平衡态出发,延展至非平衡区域,讲解不同状态下的状态函数(熵、熵产生率、超熵产生率)及其演化规律,为理解生命、地球化学及社会经济系统的有序演化提供物理化学基础。课程旨在揭示“自组织”的本质,即系统在无中央控制下,如何从内部涨落和耗散中自发产生结构与秩序,解释自然与社会现象背后的深刻原理。

🌟 **自组织的本质与起源**:课程的核心在于阐释“自组织”现象,即在没有外部统一指挥或设计的情况下,系统如何从内部的随机涨落和相互作用中自发地形成有序结构和复杂行为。这颠覆了我们对秩序来源的传统认知,揭示了混乱中孕育秩序的深刻规律,解释了宇宙、生命和社会中许多看似无序却又高度有序的现象。

🌡️ **热力学视角下的秩序涌现**:从热力学的角度出发,课程将探讨熵增定律并非总是导向混乱的终结,而可能成为秩序涌现的起点。通过分析从热力学平衡态到非平衡线性区域,再到非平衡非线性区域的系统演化,重点讲解熵、熵产生率及超熵产生率等状态函数的作用,阐明耗散结构理论如何解释在开放系统与能量耗散过程中,系统如何维持自身结构并产生新的秩序。

🌐 **跨学科的自组织应用实例**:课程将广泛引用多学科的实例来展示自组织的普适性。从微观的生命系统(如细胞活动、生物体的形态发生)到宏观的地球化学循环(如物质的转化与分配),再到复杂的社会网络与经济行为(如城市发展、舆论传播、市场波动),都体现了自组织在驱动系统演化和涌现复杂行为中的关键作用,为理解不同领域的复杂性问题提供了统一的理论框架。

🎓 **课程的适用对象与价值**:本课程特别适合理工科高年级学生、研究生、跨学科研究者以及对复杂系统应用感兴趣的产业从业者。通过系统学习,学员能够掌握复杂系统研究的工具(如多主体建模、网络分析),获得跨学科的灵感,并能将系统思维应用于解决实际业务中的非线性问题,如用户增长、供应链优化等,从而提升解决复杂问题的能力。

2025-07-17 18:29 上海

7月18日周五开讲

导语


集智学园联合北师大系统科学学院开设「系统科学前沿」系列课程,以方福康先生系统科学文集为思想基石,汇聚北师大系统科学领域十位教授,系统整合统计物理、生命系统中的智能行为、社会复杂系统建模、人工智能与复杂网络等多个交叉方向,构建一条从微观机制到宏观结构、从理论分析到实际应用的知识脉络。


作为系列课程第五讲,北京师范大学崔晓华副教授将带领大家从热力学系统出发,深入探讨系统有序行为的形成机制。课程将从热力学的平衡态出发,逐步扩展至非平衡的线性区域,最终延伸至非平衡的非线性区域。将讲解不同状态下,用于描述系统的状态函数——如熵、熵产生率及超熵产生率——以及系统在各阶段所遵循的演化规律。此次课程将为理解生命系统、地球化学循环乃至社会经济系统中有序演化现象提供坚实的物理化学基础。

主题:自组织理论


课程简介


无序中孕育秩序:自组织与耗散结构的奥秘——系统科学核心课程,理解从混沌中生长出的秩序

我们习惯于认为秩序来自设计,却常常忽略——最深刻的秩序,恰恰源于混乱。没有中央控制、没有上帝视角,自组织让系统从内部涨落中“自发地产生结构”,在开放环境与耗散之中,催生出生命、生态与社会的动态秩序。

在本课程中,北京师范大学崔晓华副教授将带领大家深入理解“自组织”的本质:从热力学第二定律,到耗散结构理论,我们将看到熵不仅是无序的代名词,也可以是秩序的温床


课程大纲


    什么是“自组织”?

    热力学视角下的自组织:熵增为何不是混乱的终点,而是涌现的起点

    耗散结构理论: “通过涨落达到有序”的物理化学原理

    多学科实例: 自组织在生命系统、地球循环、社会网络与经济行为中的典型应用

    提问交流


专业术语


复杂系统、自组织、热力学、熵、涨落、秩序、耗散结构


课程信息


课程主题:复杂网络理论及其应用

课程时间:7月18日(周五)晚19:30-21:30

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



崔晓华,北京师范大学系统科学学院副教授、博士生导师,博士毕业于北京师范大学物理系,并于2007至2009年期间赴美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)联合培养。长期从事非线性动力学与复杂系统研究,关注复杂网络结构下的动力学演化,如心脏系统等生命系统中的动力学行为、有网络结构的行为传播及基于数据的动力学建模。


课程适用对象


  

    理工科高年级学生/研究生:系统性掌握复杂系统研究工具(多主体建模、网络分析)

    跨学科研究者:汲取生物学、社会科学与AI的交叉灵感

    产业从业者:用系统思维解决业务中的非线性问题(如用户增长、供应链优化)


报名须知


 

    课程形式:腾讯会议直播,集智学园网站录播。

    课程周期:2025年6月20日-2025年8月22日,每周五晚19:30-21:30点进行。

    课程定价:599元

https://campus.swarma.org/course/5518?from=wechat

可开发票


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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在系列课程下一讲:复杂系统与人工智能中,我们特别设置北师大线下体验课,让大家走进真实课堂,与张江教授面对面探讨人工智能与复杂系统的融合前沿——一场思维的重构之旅即将开启!

课程信息

课程主题:复杂系统与人工智能

课程时间:7月25日(周五)晚19:30-21:30

课程形式:线上:腾讯会议直播 (会议信息见群内通知)

线下:北师大海淀校区电子楼阶梯教室(需提前报名预约申请入校,详见课程学员群内通知)

集智学园网站录播(3个工作日内上线)



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