混沌、吸引子、分形:复杂非线性系统的多稳定性与不可预测性

对于简单的欧几里得集合,如线段和圆盘,盒计数法似乎是不必要的,因为它们的维度是已知的,即1表示线段,2表示圆盘。对于像分形这样复杂的几何对象,盒计数法变得非常有用。分形是具有非整数维度的几何学复杂集合。一个分形例子是哈德逊湾和大西洋流域之间的边界,不同地理位置的排水最终会进入不同流域,类似于动力系统中结...

昆虫也有意识吗?昆虫脑的复杂性与意识的进化

实验中,蜜蜂首先被训练区分两种视觉上完全相同的人造花朵,但这些花朵有“隐藏模式”,由排列成圆形或十字形的香味小孔组成。蜜蜂利用它们的触角来识别这些模式。最令人兴奋的发现是,如果这些模式突然被实验者变得可见(这样花朵在视觉上呈现出圆形或十字形),蜜蜂立即识别出以前只是空气中短暂存在的气味模式的图案。这表明蜜...

追问weekly | 过去一周,脑科学领域有哪些新发现?

相比传统方法,DPAD不仅能更好地捕捉到复杂的非线性模式,还能够大幅简化数据,而不损失重要信息。研究表明,非线性转换大多发生在从潜在的皮层动态到行为的映射过程中。此外,DPAD的泛用性使其能够适应不同类型的行为数据,无论是连续的、间歇的还是分类的行为数据。研究发表在NatureNeuroscience上。#认知科学#非线性...

从麦克斯韦妖到量子生物学,生命物质中是否潜藏着新物理学?

有一种方法是分子生物学中所谓的中心法则——这是克里克(FrancisCrick)和沃森(JamesWatson)在推导出DNA双螺旋结构大约十年后创造的一个术语,中心法则认为,信息是单向流动的,从DNA到制造蛋白质的机器,再到生物体。我们或许称之为“自下而上”的流动。如今我们早已得知:生物学中的信息传递是一个双向过程,包括反...

从概念到仿真,不同时期基于复杂理论的管理学模型|复杂系统管理学

什么是复杂系统?贝塔朗菲给出的定义是:由两个及两个以上相互作用的部分构成的整体。身边无处不系统,个人是系统,群体也是系统,机器是系统,生物体的也是系统。系统会表现出一些特征,譬如自组织、涌现、临界相变等等这些复杂的现象,因此也被称为复杂系统,复杂系统科学即研究这一类问题的学科。

大连理工大学:从角膜到心脏!大工团队3D打印技术“大小通吃”!

”作为论文第一作者,张诚谈起浸入式3D打印技术时如数家珍,“传统的方法是利用针头挤出生物墨水,在特定的支持浴材料中将成品打印出来(www.e993.com)2024年11月15日。视频中的透明‘果冻’就是支持浴材料,主要起到辅助支撑作用。”由于人体器官在身体内部多具有悬空结构,且生物墨水本身较为脆弱,与在空气中直接打印相比,在凝胶态的支持浴材料中打印...

王浩︱生物学的形式与直觉

事实上，如果人们认为形式化方法非常重要的话，我相信可以撰写一部大部头来总结和分析在这些及其他领域中形式化方法的误用。化学和物理方法在生物学研究中的惊人成功是不容忽视的。不仅遗传学在很大程度上变成了分子生物学，对所需物质的纯化（无论是DNA还是青霉素）不可避免地要用到化学方法。自1930年代以来，许多...

周光召:复杂适应系统和社会发展

生物体从受精卵开始发育、成长、衰老、死亡的过程是一个复杂系统演化的过程,是多基因协同调控的产物。单独抽出单个基因或单个蛋白质,研究其功能一般还不能阐明活细胞的工作机制,需要将一组相关的DNA、RNA和蛋白质通过多种相互作用,在不同调控途径、代谢途径上形成的网络单元进行整合,分析不同途径间的耦联,形成整体跨层...

创新复杂性:创新过程作为具有多层规则的复杂结构

这个有序体系将构成整个宏观层面中所有中观单元连接在一起,从而达到协调的均衡状态。在宏观协调上有两个明显不同的层次。首先是探究通用规则与其他相关规则(零阶和二阶规则)是否以协调方式组成所谓的表层结构。其次是理解通用规则是否与其他通用规则相关联,即深层结构。

诺奖之后的复杂科学:18位学者勾勒未来20年复杂系统研究图景

最小的细胞也仅由几百个基因组成,并且能够存活。从这些例子中可以看出,真正的复杂性和涌现现象所需要的元素数量可能远远不是物理学中通常考虑的大数(阿伏伽德罗常数:一摩尔气体中的分子数,约为6×1023)。通俗来说,复杂性从随机性和有序性的“较量”中产生,复杂系统的基本拓扑结构与其元素之间相互作用网络(网络...