目錄
“非線性動(dòng)力學(xué)叢書(shū)” 序
前言
第 1 章 復(fù)雜系統(tǒng)概述 1
1.1 復(fù)雜性及系統(tǒng) 1
1.1.1 復(fù)雜性 1
1.1.2 系統(tǒng) 3
1.1.3 復(fù)雜系統(tǒng)的特征 4
1.1.4 其他語(yǔ)境中的系統(tǒng) 5
1.2 復(fù)雜系統(tǒng)研究與求解 6
1.2.1 復(fù)雜系統(tǒng)的物理學(xué)源起 6
1.2.2 復(fù)雜系統(tǒng)的控制與管理 6
1.2.3 復(fù)雜系統(tǒng)研究的認(rèn)識(shí)論 8
1.2.4 復(fù)雜系統(tǒng)的計(jì)算求解和適應(yīng)性 9
1.3 復(fù)雜系統(tǒng)研究概況 11
1.3.1 中國(guó)科學(xué)家的貢獻(xiàn) 11
1.3.2 國(guó)際研究機(jī)構(gòu)與學(xué)者 11
1.4 小結(jié) 15
參考文獻(xiàn) 15
第 2 章 復(fù)雜系統(tǒng)的一般特性 17
2.1 三論 17
2.1.1 系統(tǒng)論 17
2.1.2 控制論 18
2.1.3 信息論 18
2.2 復(fù)雜系統(tǒng)的性質(zhì) 19
2.2.1 耗散 20
2.2.2 熵 20
2.2.3 序參量 21
2.3 復(fù)雜系統(tǒng)的現(xiàn)象 22
2.3.1 混沌 22
2.3.2 涌現(xiàn) 23
2.3.3 演化 24
2.3.4 突變 26
2.3.5 漲落 27
2.3.6 崩塌 27
2.4 復(fù)雜系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)研究 28
2.4.1 統(tǒng)計(jì)系綜 29
2.4.2 統(tǒng)計(jì)力學(xué) 29
2.4.3 統(tǒng)計(jì)動(dòng)力學(xué) 30
2.5 小結(jié) 31
參考文獻(xiàn) 31
第 3 章 復(fù)雜系統(tǒng)的計(jì)算特性 33
3.1 冪律分布與特性 33
3.1.1 冪律分布 33
3.1.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的冪律連接 35
3.1.3 長(zhǎng)尾效應(yīng) 36
3.1.4 自組織臨界性中的冪律 37
3.2 可計(jì)算的 Agent 39
3.2.1 為 Agent 賦予屬性 39
3.2.2 Multi-Agent 表達(dá)的復(fù)雜系統(tǒng) 39
3.2.3 Multi-Agent 的感知與計(jì)算 40
3.2.4 與元胞自動(dòng)機(jī)的異同 41
3.3 行為計(jì)算 41
3.3.1 社會(huì)計(jì)算 42
3.3.2 行為與行為運(yùn)作 42
3.3.3 行為運(yùn)作管理中的服務(wù)與報(bào)酬要素 43
3.3.4 士氣行為運(yùn)作 45
3.4 計(jì)算復(fù)雜度 47
3.4.1 時(shí)間復(fù)雜度 47
3.4.2 空間復(fù)雜度 48
3.5 小結(jié) 49
參考文獻(xiàn) 49
第 4 章 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論及其應(yīng)用 51
4.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)概述 51
4.1.1 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究歷程 51
4.1.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 52
4.1.3 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的幾何特征量 52
4.2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)基本模型 54
4.2.1 規(guī)則網(wǎng)絡(luò) 54
4.2.2 隨機(jī)網(wǎng)絡(luò) 54
4.2.3 小世界網(wǎng)絡(luò) 55
4.2.4 無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò) 56
4.3 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的流行病學(xué)分析 59
4.3.1 流行病的傳播過(guò)程 59
4.3.2 流行病的感染模型與流行模型 60
4.3.3 基于無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的流行病傳播模型 64
4.3.4 營(yíng)區(qū)流行病防控 67
4.4 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的崩塌 69
4.4.1 復(fù)雜系統(tǒng)崩塌現(xiàn)象 69
4.4.2 復(fù)雜電網(wǎng)負(fù)荷容量模型 70
4.5 小結(jié) 73
參考文獻(xiàn) 73
第 5 章 多尺度數(shù)據(jù)與多尺度計(jì)算 76
5.1 多尺度分析 76
5.1.1 多尺度現(xiàn)象與多尺度數(shù)據(jù) 76
5.1.2 宏觀與微觀領(lǐng)域中的多尺度分析 78
5.1.3 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng) 80
5.1.4 搜索引擎廣告關(guān)鍵字?jǐn)?shù)據(jù)及收益計(jì)算 81
5.2 時(shí)頻處理與尺度空間 83
5.2.1 小波變換 84
5.2.2 多分辨分析 86
5.2.3 尺度空間 88
5.2.4 尺度不變特征變換 91
5.3 多尺度數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)�態(tài)分解計(jì)算 93
5.3.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)�態(tài)分解方法 93
5.3.2 大氣湍流數(shù)據(jù)的 EMD 分解 96
5.3.3 心電信號(hào)的 EMD 與增強(qiáng) Poincaré 散點(diǎn)圖多尺度數(shù)據(jù)分析 98
5.4 肺疾病 CT 影像的人工智能輔助診斷及相關(guān)定量 101
5.4.1 肺病癥 CT 影像基本特征 101
5.4.2 IPF 人工智能輔助診斷及相關(guān)定量 103
5.4.3 COVID-19 肺部 CT 影像的特征分割 107
5.5 日地間多源多模態(tài)多通道數(shù)據(jù)的空間天氣深度計(jì)算與預(yù)報(bào) 114
5.5.1 日地間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與空間天氣指標(biāo) 114
5.5.2 太陽(yáng)活動(dòng)區(qū)極紫外圖像的耀斑分級(jí) 117
5.5.3 多模態(tài)太陽(yáng)風(fēng)數(shù)據(jù)與冕洞極紫外圖像的 Kp 指數(shù)預(yù)報(bào) 122
5.6 小結(jié) 130
參考文獻(xiàn) 131
第 6 章 復(fù)雜系統(tǒng)控制與管理 136
6.1 復(fù)雜系統(tǒng)控制 136
6.1.1 非線性動(dòng)力學(xué)智能建模與控制 136
6.1.2 人工智能應(yīng)用的數(shù)據(jù)要求 138
6.2 復(fù)雜系統(tǒng)管理 138
6.2.1 管理與決策支持 139
6.2.2 應(yīng)急管理系統(tǒng) 139
6.3 交通系統(tǒng)管理與決策 142
6.3.1 交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的矛盾關(guān)系 142
6.3.2 城市行政管理的溢出效應(yīng) 145
6.3.3 交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與社會(huì)資本參與——以香港海底隧道為例 150
6.3.4 網(wǎng)約出租車(chē)的資格制實(shí)踐 153
6.4 百年大計(jì)教育為先 155
6.4.1 希望工程與基礎(chǔ)教育的變遷 155
6.4.2 城鄉(xiāng)教育發(fā)展和資源的不平衡狀況 156
6.4.3 基礎(chǔ)教育宏觀調(diào)控十年 158
6.5 小結(jié) 161
參考文獻(xiàn) 161
第 7 章 若干學(xué)科的現(xiàn)代計(jì)算研究 163
7.1 計(jì)算材料學(xué)與智能材料 163
7.1.1 計(jì)算材料學(xué)基礎(chǔ) 163
7.1.2 計(jì)算材料學(xué)模擬方法 164
7.1.3 計(jì)算智能材料建模示例 166
7.2 從計(jì)算經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的人開(kāi)始 169
7.2.1 經(jīng)濟(jì)學(xué)中的行為、規(guī)律和計(jì)算 169
7.2.2 計(jì)算經(jīng)濟(jì)方法 170
7.2.3 農(nóng)產(chǎn)品期貨交易中的行為分析及羊群效應(yīng) 171
7.3 可視化技術(shù)及應(yīng)用 174
7.3.1 不同時(shí)期的地鐵與高鐵運(yùn)行線路圖 174
7.3.2 動(dòng)畫(huà)、模型與計(jì)算可視化 177
7.3.3 微創(chuàng)手術(shù)野的可視化及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) 181
7.3.4 可交互混合現(xiàn)實(shí) 183
7.4 **學(xué)科的計(jì)算技術(shù)研究 188
7.4.1 計(jì)算語(yǔ)言學(xué)及其應(yīng)用 188
7.4.2 計(jì)算生物學(xué)與基因治療 191
7.5 綜合醫(yī)院建筑體內(nèi)部交通的疏導(dǎo)機(jī)制 192
7.5.1 大型建筑物內(nèi)部行人通行體系及現(xiàn)狀 193
7.5.2 大型醫(yī)院建筑體內(nèi)部通行體系的疏導(dǎo)設(shè)計(jì) 195
7.6 小結(jié) 199
參考文獻(xiàn) 200
第 8 章 非線性動(dòng)力學(xué)與復(fù)雜系統(tǒng)研究進(jìn)展 202
8.1 非線性建筑及其表達(dá)方式 202
8.1.1 非線性建筑如何處理與環(huán)境和人之間的關(guān)系 202
8.1.2 公共建筑的非線性及其表達(dá) 203
8.1.3 居住空間的非線性 207
8.1.4 建筑樣式風(fēng)格的遷移 210
8.2 行為：成因與結(jié)果 211
8.2.1 為什么行為如此重要 212
8.2.2 行為是如何產(chǎn)生復(fù)雜因果的 213
8.3 動(dòng)力學(xué)分析的多元化 215
8.3.1 病毒或納米顆粒的入侵機(jī)制 215
8.3.2 藥物動(dòng)力學(xué) 217
8.4 關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)關(guān)鍵事實(shí) 219
8.4.1 事實(shí) 1：網(wǎng)絡(luò)是無(wú)法預(yù)測(cè)的 219
8.4.2 事實(shí) 2：大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化同時(shí)發(fā)生 220
8.4.3 事實(shí) 3：隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增加， 信息減少 221
8.5 人文與社會(huì) 222
8.5.1 社會(huì)物理學(xué)模型 222
8.5.2 社會(huì)規(guī)則的建模 223
8.5.3 歷史運(yùn)動(dòng)的建模 224
8.5.4 經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò) 225
8.6 平行架構(gòu)的邏輯與思辨 226
8.6.1 平行宇宙與平行世界 226
8.6.2 計(jì)算仿真與實(shí)驗(yàn)之間的交錯(cuò)關(guān)系 227
8.7 *后的思考 229
8.7.1 行政干預(yù)才能解決交通擁堵問(wèn)題嗎 229
8.7.2 規(guī)則是應(yīng)對(duì)變化的基石嗎 230
8.7.3 復(fù)雜系統(tǒng)是不可解的嗎 231
8.8 小結(jié) 232
參考文獻(xiàn) 232
“非線性動(dòng)力學(xué)叢書(shū)” 已出版書(shū)目 235