软物质体系的Jamming研究取得重要进展
具有纯排斥相互作用的胶体、颗粒物质、泡沫等软物质体系在堆积密度增大时会由无刚性的Unjammed体系转变为有刚性的Jammed非晶固体,零温状态下该Jamming转变对应的密度轴上的点被称为点J。点J处的Jamming转变呈现出新奇有趣的相变行为,同时具有连续和非连续相变的混合特性,因此不能简单归属于已知的相变类型。点J的临界性...
奥运赛场上的复杂科学:自组织、临界相变与涌现
在运动强度区间的边界(即相变点)会产生临界现象。随着运动强度(心率)的增加会出现两个呼吸代偿点(第一通气阈值VT1和第二通气阈值VT2):当运动强度达到VT1时,运动能源底物开始由脂肪供能转变为糖原供能;VT2的运动强度又被称为临界功率/速度(CriticalPower/Speed),运动强度低于VT2时运动是可长时...
用统计力学描述意识:最大信息量和临界性
例如,有一项研究发现了人类脑网络在清醒状态下具有最大信息量和最高临界性,而在昏迷状态下具有最小信息量和最低临界性。另一项研究发现了人工神经网络在学习过程中具有最大信息量和最高临界性,而在未学习或过拟合状态下具有最小信息量和最低临界性。这些结果都支持了意识与网络信息内容最大化相关联的假说。当然,...
自组织临界性的发现:“回过头看,事情本可以更简单”
同样,人们必须通过精心选择放射性物质的正确数量来“调整”核链式反应,从而使得核反应到达临界状态。在核反应堆中这种调节是非常重要的,通常是通过加入吸收中子的石墨杆进行操作的。通常,反应堆不具备临界性。核链式反应中绝对没有自组织,在这一关键点上,它非常不同于上述耦合扭摆。到此,我们甚至比1940年费米团队...
《大自然如何运作》:关于自组织临界性的科学|汤超院士作序推荐|...
关键词:复杂系统,自组织临界性,分形,1/f噪声,幂律,临界相变谁又能计算出一个分子的行程呢?我们怎么能知道星体不是陨落的沙粒形成的呢?谁又能够了解无限大和无限小相反相成,始因在物体的深渊中回响,以及字宙形成时的大崩溃呢?一条小虫也不容忽视,小即大,大即小;在必然性中,一切都处于平衡状态;对思维来说...
PNAS前沿:非平衡生态系统临界转变的早期预警信号
1.生态系统临界转变生态系统内部有竞争、互利等多样的互动关系,表现为具有丰富动力学的复杂系统(www.e993.com)2024年9月7日。对于生态系统及身处其中的种群而言,动力学性质、均衡的稳定性及其余渐进特性是性命攸关的事。在气候变化和人类活动的影响下,生态系统会从稳定状态转变。环境压力、非线性、随机性等因素带来的复杂性又会使这种转变呈现...
百年“伊辛模型”新探索:一种新的研究相变及临界现象的方法
水在寒冷的冬天会结冰、被加热后会发生汽化,这是人们日常生活中常见的现象。物质的状态在物理学中被称为“相”,比如水有固相、液相和气相等,而物质从一种相转变为另一种相的过程就是“相变”(Phasetransition)。与水的“相变”相比,有一些“相变”令人着迷:比如铁在加热到770度时会失去铁磁性,超导材料在极...
物质的态与相
(1)19世纪,“态”的描述与“相”的提出。时人多以“态”(state)和“状态方程”(equationofstate)来描述物质的存在形式,代表成果为理想气体的克拉珀龙状态方程,以及进一步修正的范德瓦耳斯真实气体状态方程[5—8]。但“混合液体”的存在挑战了这一范式,吉布斯为此引入了“相”(phase)的概念[9,10]。
从动物群体行为到大脑空间决策,复杂性如何启发智能探索?
但当我们在群体中测试这个理论时,因为这些群体是在集群环境中进化形成的,我们发现这对它们来说不适用。群体所做的是改变网络,改变信息在系统中流动的连接网络。它们调整网络,来平衡灵活性和鲁棒性,也就是将系统调节到我们所预测的临界状态。[2]Sridhar,VivekH.,etal."Thegeometryofdecision-making...
《大自然如何运作》:关于自组织临界性的科学|汤超院士作序推荐
关键词:复杂系统,自组织临界性,分形,1/f噪声,幂律,临界相变谁又能计算出一个分子的行程呢?我们怎么能知道星体不是陨落的沙粒形成的呢?谁又能够了解无限大和无限小相反相成,始因在物体的深渊中回响,以及字宙形成时的大崩溃呢?一条小虫也不容忽视,小即大,大即小;在必然性中,一切都处于平衡状态;对思维来说...