複雜系統的突現現象
學年 99
學期 1
出版（發表）日期 2011-01-01
作品名稱 複雜系統的突現現象
作品名稱（其他語言） Emergence in Complex System
著者 曾文哲
單位 淡江大學物理學系
描述 計畫編號：NSC100-2112-M032-002-MY3
 研究期間：20110801~20120731
 研究經費：478,000
委託單位 行政院國家科學委員會
摘要 非平衡系統、最大熵原理、有限尺寸分析、隨機共振、複雜系統、突現 本研究計畫包含三個課題：首先是利用最大熵原理的觀念來刻畫非平衡系統，希望能找到一個有意義又不太複雜的系統，先以動力學的方法求解，取得各系統態的機率分佈。然後再考慮如合適當地運用最大熵原理以取得同樣的結果。預想中的對象是分子生物學裡的基因調控。其次是有限尺寸分析的問題，處理的對象是spanning trees系統，該系統在各維度生成函數的精確解已於先前取得了，剩下的是複雜的技術性問題，必須將Euler-MacLaurin summation formula推廣到能處理積分函數在積分範圍包含非解析點的情形。最後是以隨機共振的觀念來處理在週期性變動的環境下，基因如何調控以取得長期適應優勢的問題。在模型簡化下的調控系統，相當於一個基因開關。再細究所牽涉耦合的許多生化反應，基因開關實際上就是一個雙穩態的連續動力系統。 三個課題的聯繫，在於它們全是複雜系統的突現現象，見證著整體不單單是其組成部分的總和而已。研究對象是由許多有相互作用的單元所組成，而且能夠經由自組織產生不同性質（無法由組成單元的行為推論得到）的集體行為。雖然所研究的系統性質與行為明顯地源自於其組成成分的集體動態行為，但這些行為卻無法直接從系統組成單元的低階性質發現或是推論得到。也就是這些都是因突現現象而呈現的性質，是整體的特性，而非組成整體的個別單元所擁有的特性。
關鍵字 非平衡系統; 最大熵原理; 有限尺寸分析; 隨機共振; 複雜系統; 突現; Maximal information coefficient; Pearson‘s correlation coefficient; Greedy algorithm
語言 zh_TW
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