基于非平衡统计力学的生长原理

结构生长现象普遍存在于生物界和非生物界。通过一般化地处理微观组元的复杂相互作用,基于非平衡统计力学,提出以最大流原理作为揭示生长奥秘的基本原理,描述了生长的一般过程,并讨论其在干细胞分化、工业生态系统的形成、城市的发展等相关案例中的应用,力图为从生物到非生物、从自然到社会等诸多领域的生长现象提供统一的描述。     

爆轰反应区的能量耗散特性

从非平衡热力学和耗散结构论出发,导出了局部平衡的伴有热传导、黏滞性流动以及多组元反应的爆轰反应区内的能量耗散速率方程. 在多种耗散机制存在反应区内的情况下,视化学反应为主要弛豫过程,并认为爆轰中的化学反应由自由能和耗散函数决定,同时结合变分法和最优控制论中的极大值原理求得化学反应以最快耗散速率达到平衡所满足的条件.      

工程项目生态系统概念与原理研究

依据生态学和应用生态学的基本概念和原理，结合工程项目系统的特征，提出了工程项目生态系统的概念。采用对比分析法对工程项目生态系统的层次结构、原则、组成进行了具体的分析。工程项目生态系统的演化、平衡和生命系统一样，是个非线性的耗散结构,其演化和平衡满足逻辑斯谛模型     

非平衡相变的临界耗散参量

耗散普遍存在于一切非平衡过程中,非平衡相变一般发生在远离平衡、耗散强烈的非线性区。本文在非平衡系统规格化模型的基础上,分析了非平衡相变临界参考态的耗散情况。引入了一个衡量系统远离平衡程度的耗散参量M_D。在非平衡相变临界点的无限小邻域内导出了M_D与系统序参量u的依赖关系。揭示了M_D的临界奇异性,并用临界耗散指数θ来刻划M_D在非平衡相变临界点的奇异行为。此外,本文还详细讨论了平衡相变临界与非平衡相变临界的差别与联系,并将两者统一在一起。     

企业知识系统耗散结构的形成及演化

借鉴自然科学中的耗散结构理论,在定义知识节点、知识维、知识势及知识流并分析企业知识系统中知识流与知识创新互动螺旋发展的基础上,分析企业知识系统耗散结构的形成、维持、演化,给出企业知识系统耗散结构的演化路径模型,并由此探讨了企业知识耗散结构中的知识管理理念。     

景观斑块演化的动力学机理和数值模拟

景观在空间分布上具有异质性、斑块性等复杂特性。由于景观结构组成部分之间往往存在复杂的非线性相互作用,目前很少有对景观结构动力学演化的研究。本文利用基于非平衡统计力学的基本思想,提出用最大流原理作为景观斑块系统演化的原理。同时结合实际数据,通过数值模拟,揭示了景观斑块演化动力学过程及结构特征。     

医疗科研系统的耗散结构分析--兼谈跨学科研究的主要发展趋势

医疗科研系统是一个开放系统,负熵增加原理和耗散结构理论是理解开放系统演变的一把钥匙。基于耗散结构理论,分析了医疗科研系统的内涵、组成和作用原理,研究了耗散结构理论在科研过程中的作用与效能。     

非平衡系统Master方程的稳定性

自从比利时学派I.Prigogine等人提出远离平衡区的耗散结构理论以来,无论是对宏观的反应扩散方程、微观的Master方程的研究,还是在其他学科领域里的应用,都取得了不少的进展。本文针对非平衡系统的概率模型所建立的Master方程,提出Master方程所决定的“概率流”概念,给出“概率流”的分解方法,求出“概率流”的分解解析表达式。这种分解结果与马氏链转移矩阵的分解有类似之处(参看[2])。利用“熵产生”及“剩余熵产生”的概念,讨论了Master方程在线性平衡区以及非线性远离平衡区的Ляпунов稳定     

耗散系统中的能量传播

本文根据能量密度平衡方程,通过由于耗散存在而导之的损失流项推出了与通常能流速度相异的中心速度表达式.在这一部分中,我们研究了线性波方程特别是一阶双曲系统的中心速度表达式.     

熵、巨势与开放的近平衡系统热力学第二定律的两种表现形式

从分析局域平衡理论框架内封闭热力学系统之熵产生与特性函数变率的关系入手，阐明了非平衡态的热力学特征，即非负耗散强度及非平衡线性区向最小耗散态演化的趋势，实际上是分别体现在热力学势的一阶及二阶变率层次上的状态演化方向。同时，提出了以巨势为基础的开放非平衡系热力学第二定律的表述形式，论证了在近平衡区与最小熵产生原理的等价关系。     

道德内化与高职教育的秩序重构

当前,高职教育蓬勃发展,原有的稳定的高职教育模式已被打破,不断的教育改革使现时的高职教育处在远离平衡的状态中,新的更高一级的高职教育秩序重构势在必行。普利高津的耗散结构理论认为,一个远离平衡态的复杂的开放系统在外界能量流或物质流的维持下,可以形成一种新的称作耗散结构的自组织序。奇异吸引子将决定新序的方向。把社会的道德要求转化为个体的道德品质和道德行为的道德内化应成为高职教育新秩序构建的奇异吸引子。     

An open-system quantum simulator with trapped ions

The control of quantum systems is of fundamental scientific interest and promises powerful applications and technologies. Impressive progress has been achieved in isolating quantum systems from the environment and coherently controlling their dynamics, as demonstrated by the creation and manipulation of entanglement in various physical systems. However, for open quantum systems, engineering the dynamics of many particles by a controlled coupling to an environment remains largely unexplored. Here we realize an experimental toolbox for simulating an open quantum system with up to five quantum bits (qubits). Using a quantum computing architecture with trapped ions, we combine multi-qubit gates with optical pumping to implement coherent operations and dissipative processes. We illustrate our ability to engineer the open-system dynamics through the dissipative preparation of entangled states, the simulation of coherent many-body spin interactions, and the quantum non-demolition measurement of multi-qubit observables. By adding controlled dissipation to coherent operations, this work offers novel prospects for open-system quantum simulation and computation.     

均相单一化学反应的不可逆过程热力学

根据质量守恒方程,基于不可逆过程热力学中通量和力之间的关系,将不可逆过程热力学线性理论推广应用于既远离平衡又没有产生耗散结构的均相存在单一化学反应的体系,建立了远离平衡的化学反应动力学方程及其对于理想气体体系的表达式,沟通了热力学和动力学之间的联系·将动力学方程应用于水煤气反应,得到了和实测数据吻合的五次关系式·结果说明考虑了高次项后,可将不可逆过程热力学应用于远离平衡体系,并为化学动力学的研究提供了一种新的手段·     

基于耗散结构理论分析运动技能形成

非平衡态的开放系统必须依靠非线性相互作用与涨落才能形成耗散结构.运动技能的形成过程隶属于耗散结构的形成过程,具有耗散结构的动态性、有序性、非线性、渐变性;构建运动技能形成解释模型分析运动技能形成的四个阶段即分化阶段、泛化阶段、巩固化阶段、自动化阶段;指出今后体育教学中应提高教师水平,改善教学环境,创新教学内容,建立体育锻炼内在长效机制,为基础教育体育课程改革提出微薄的建议.     

第八种统计分布与涨落

论证了第八种统计分布的实用性,完善了系综理论,推导了第八种统计分布的热力学公式并计算了广延量的相对涨落,得出了与通常理论不同的结果,提出完全开放系统的平衡态有可能失稳的结论．     

耗散结构理论对校企合作共建实验室的启示

耗散结构理论是一种关于非平衡系统的自组织理论,具有普通的方法论意义,给人们提供了崭新的视角来认识和改善复杂的开放系统。在介绍耗散结构理论后,借鉴其观点,指出通过开放实验室并引入负熵、营造实验室的非平衡态、构建实验室的非线性相互作用以及有效掌握和利用实验室的随机涨落,促使校企合作共建实验室走向良性发展轨道,达到有序的稳定状态。     

基于耗散结构理论的知识流分析

本文认为知识流在一定条件下 ,其运行规律遵循系统熵值增加效应的趋势 ,即知识系统表现出从有序到无序的演变 ;另一方面 ,作为远离平衡态的开放的知识系统在另一条件下形成系统的知识耗散结构 ,即表现出知识系统从无序到有序的演变。作者借用知识耗散结构理论对知识流的进化进行分析 ,在此基础之上 ,提出了几点对知识流管理的方法。     

耗散自组织视阈下高职教育管理体系探析

高职教育系统是一种复杂的社会系统,具备耗散自组织特性。应运用耗散自组织理论的认识论重新审视高职教育管理体系,制定高职教育规划;建立与外界信息交流的流畅的开放体系,引入负熵流;打破高职教育管理静止僵化状态,构建远离平衡态的系统;加强组织交流,构筑信息流通网络平台。     

Matched-field localization using a virtual time-reversal processing method in shallow water

Time-reversal processing (TRP) is an implementation of matched-field processing (MFP) where the ocean itself is used to construct the replica field. This paper introduces virtual time-reversal processing (VTRP) that is implemented electronically at a receiver array and simulates the kind of processing that would be done by an actual TRP during the reciprocal propagation stage. MFP is a forward propagation process, while VTRP is a back-propagation process, which exploits the properties of reciprocity and superposition and is realized by weighting the replica surface with the complex conjugate of the data received on the corresponding element, followed by summation of the processed received data. The number of parabolic equation computational grids of VTRP is much smaller than that of MFP in a range-dependent waveguide. As a result, the localization surface of VTRP can be formed faster than its MFP counterpart in a range-dependent waveguide. The performance of VTRP for source localization is validated through numerical simulations and data from the Mediterranean Sea.