混沌应用研究的动态及分析

在混沌理论深入研究的同时,人们除了认识混沌现象似乎是“捉摸不定”、像随机性态、长期不可预测、对初值极端敏感的这些特征外,还发现了下面的一些新的特征。首先,一个混沌系统的行为是许多有序行为的集合。但每个有序行为在正常条件下都不占主导地位;或者说,一个混沌吸引区是一些不稳定的周期行为的无穷集合,在正常条件下,这些周期行为由子不稳定性而不占主导地位。近年来已经证明,如果以适当的方式来扰动一个混沌系统,就能促使该系统以它许多有序行为中的一个来起作用,或者说,某一个周期行为变为稳定。其次,混沌现象中的长期不可预测是局部的,对整体而言是确定的,或者说测量一个混沌系统的轨迹并不能预测在遥远的将来某一时刻,该系统将处子吸引区的哪一点上,但是无论在什么时刻去测量它,混沌吸引区整体是保持不变的,人们可以设法将整个混沌吸引区的信号在同步化意义下,获得控制。在某种意义上来说,吸引区是一个混沌系统的本质所在,是那些固定的参数以及那些决定状态变量数值的方程的表征。人们一旦获得了关于一个系统的混沌吸引区的信息,他们就能着手利用混沌。     

一类混沌神经元的控制

大脑是一个由大量神经元组成的非常复杂的非线性系统,这些神经元中包含着复杂的动力学行为:稳定态,周期态,甚至混沌行为.人们已经认识到混沌在大脑对信息的处理中扮演着重要的角色.如Freeman在兔子的嗅觉实验中发现,当兔子闻到一种它已知的气味时,它的嗅觉小球的活动呈极限环状态;而当兔子闻到一种未知气味时,它     

混沌理论的应用可能性

继模糊、神经网络理论之后,作为第三种模拟信息处理体系,“混沌”理论开始受到人们的关注。应用这种理论可以弄清生物体的许多现象,开发计算机以及用以预测复杂的社会现象。总之,可以期待它在极广泛的范围起作用。本文便是探论这一崭新理论的可能用途,介绍这一领域的最新动向。     

混沌保密通信的最新进展

迄今利用混沌进行秘密通信大致分为三大类：第一类是直接利用混沌进行秘密通信;第二类是利用同步的混沌进行秘密通信;第三类是混沌数字编码的异步通信,第二类是国际上研究的一大热点,正在发展为高新技术的一个新领域,混沌通信具有许多优点：（1）保秘性强,因为具有宽带特性,特别是利用时空混沌增强抗破译、抗干扰（鲁棒性）能力;（2）具有高容量的动态存储能力;（3）具有低功率和低观察性;（4）设备成本低等,现在已经提出了同步混沌通信三大保密技术;混沌遮掩、混沌调制和混沌开关技术,本文着重综述了近三年来混沌同步三大保密技术的主要进展,包括理论、设计思想、目前的研究热点、有实用价值又可能实现的十种保密通信方案,其中,混沌遮掩五种,混沌开关两种及混沌调制三种,并分析了各种方案的优缺点,最后,给出了混沌保密通信研究中保密技术的应用展望,这是一个在21世纪大有发展前景的极富挑战性的高新科技领域。     

分形理论对世界认识的意义

分形理论对世界认识的意义张国祺四川大学教授李后强在非线性科学中，混沌是一个很引人注目的问题。混沌这个现象是非常有意思的，它使决定性的系统看起来似乎是非决定性的、杂乱无章的，找到了从决定性到非决定性的一个渡越。发现混沌的根源是系统的非线性，而不是外在的...     

控制与混沌控制

混沌控制与通常意义下的控制之间有差别,通常意义下的控制常常把着眼点放在目标轨道的稳定性上,且将系统控制到一个稳定目标;而混沌控制主要利用不稳定性来实现,通常利用同一系统的混沌控制来实现多目标控制.混沌控制的概念可以用来讨论复杂系统pattern形成的起因.     

化学体系的混沌理论

人们可能认为混沌研究是一个困难重重、毫无结果的研究领域,或许还带有非科学性。但是,当非线性化学动力学研究人员观察混沌的化学体系时,他们看到的不仅仅是迷茫和不确定性,相反,在浅显的混乱外表下,他们观察到了令人惊讶的有序、丰富的精细结构和惊人的美。“我真正感觉到我们处在一个新的科学前沿,这是二十年代科学家得出量子力学后的必然结果。化学、物理和生物学的非线性动力学是一场真正的科学革命。我们看到的一切事物似乎都是新的——不仅仅是精炼我们已知的某些东西的感觉,而是具有令人吃惊的变化。”西弗吉尼亚大学化学教授肖沃尔特(Kenneth C.Showalter)如是说。     

非线性科学：它的内容,方法和意义（上）

引言非线性问题并不是一个近期才出现的新问题,也不是一个新的科学概念。但是,由于在确定论的系统中发现了混沌现象,极大地激发了人们去探索自然界和社会中存在的各种复杂性问题,同时逐渐改变了人们观察周围世界的思维方法。由于复杂性往往与非线性紧密联系在一起,因此,在近20年中,从自然科学,工程技术甚至社会科学各领域中,广泛深入地开展了非线性问题的研究,并且已     

检测强噪声背景下周期信号的混沌系统

用混沌系统实现了对强噪声背景下周期信号的检测. 仿真实验表明, 由修正的Duffing-Holmes方程所构成的混沌系统对被噪声覆盖的微弱周期信号非常敏感, 对噪声具有一定的“免疫力”, 其信噪比工作下限可达到约-91 dB.     

超混沌同步及其超混沌控制

混沌控制及其应用已成为非线性科学中的前沿热门课题之一,混沌同步则是混沌控制领域中一个引人入胜的新发现.关于国内外的进展概况,我们已作了专题综述评论.混沌同步在Pecora和Carroll的开创性工作之后,同步现象取得了进一步拓广.这些拓广都必将促进混沌控制的应用.     

混沌和分形的普适常数的物理意义

混沌吸引子普适常数包含哪些物理内容?或者说,分形维数的物理意义是什么?这是目前混沌与分形理论发展过程中人们关心的重要问题,因为这一问题的解决与建立混沌控制的理论框架和分形的动力学机制之间有直接联系.本文根据拓扑思想重建了一种能态动力学系统,并在该系统中能量“分级极值”结构的前提下,对混沌和分形的基本特征进行讨论,其结论是把混沌和分形的普适常数的物理意义归于“能级变化率”的概念.     

论统计物理微观不可逆与宏观可逆的统一

人们所看到自然界中的一切宏观自发过程都是不可逆的,而在经典力学中微观粒子的运动具有微观可逆性。这一矛盾怎样用统计物理解释？历史上波尔兹曼等人对此作了很多工作,但近年来对遍历性、随机性、系统混沌的研究使这一矛盾有了解决的趋势。     

论统计物理微观不可逆与宏观可逆的统一

人们所看到自然界中的一切宏观自发过程都是不可逆的,而在经典力学中微观粒子的运动具有微观可逆性.这一矛盾怎样用统计物理解释?历史上波尔兹曼等人对此作了很多工作,但近年来对遍历性、随机性、系统混沌的研究使这一矛盾有了解决的趋势.     

复杂性问题研究综述：概念及研究方法

复杂性问题研究是近年来的科研热点之一。然而由于研究背景的不同,有关概念和研究方法既存在着一定的联系,又有着千差万别和不相统一之处。本文试图概括总结国内外有关复杂性研究的工作,从而在学术思想方面有一条清晰的线索。我们认为,我国著名科学家钱学森提出的复杂性是开放复杂巨系统的动力学特性这一观点,较全面地概括了国内外关子混沌理论、反混沌理论等与复杂性研究相关的工作。并提出,从定性到定量的综合集成技术是分析开放复杂巨系统的有效工具,从而开辟了探索复杂性的一条可行之路。     

混沌研究的新途径

绝大多数混沌动力系统均建立在一定的数值计算基础之上,不过,目前有一令人振奋的信号,这就是用易于理解的文字来论证混沌的存在。即使没有机会使用像克雷Ⅱ型最新超级计算机,要用文字来阐述动力学中的混沌现象是不容置疑的. 如今,混沌已经是动力学中被广为接受的基本概念。在描述实际问题的方程中,若其解敏感或者强烈     

意识和意识子假说

在受到神经网络和混沌理论的启发下,为了从本质上解释人类的意识现象,本文提出“意识子”假说。这一假说研究的对象是多维复杂系统的吸引子集以及吸引子之间的动态联系。并且认为正是神经系统中吸引子相互之间的动态联系产生了非条件反射,进而产生了人类的意识。     

强迫的Oregonator振子混沌行为

从热力学的观点来看,我们对各种定态感到兴趣,它是结构上稳定、但当通过一个外部调节使之对热力学平衡有足够大的偏离时,可能出现一低对称的新相,而该相在热力学平衡态下是不会遇到的,一个封闭轨道或极限环所描述的体系就是这样,此外,由于外部干扰的输入,还可能产生一个称之为混沌或干扰相的“第三相”。那么,什么是混沌呢?在出现轨道不稳定现象时,随着时间的推移,轨道的轨迹不断接近但不重合,这就是所谓“混沌行为”。     

变初值/变结构准混沌——密码学发展的新方向

１９８３年美国Ｌ．Ｏ．Ｃｈｕａ探讨了混沌理论在安全通信中应用的可能性，引起了密码学家和通信理论专家的高度重视，但直到现在国内外还没有作出任何有实用价值的混沌保密机。究其原因是下列两个关键问题没有解决。为此，作者提出了复合迭代算法，从而消除了混沌算法初值敏感性的过渡过程的有害作用；提出了“周期检测－初值更新算法”，从而可以把混沌序列的周期做得任意长。在此基础上，利用准混沌算法的初值空间可以做得任意大这一固有特性，为混沌密码学开辟了一条以综合算符为特征，以变初值、变结构以及又变初值又变结构为核心的准混沌研究方向，给混沌应用于产生密码序列带来了新的思路和方法     

迅速发展中的混沌控制与同步

本文简要地综述了正在发展中的混沌控制与同步的最新进展,它涉及非线性科学中一个富有挑战性及具有巨大应用前景的重大课题,文中对迄今国内外发展的现有的混沌控制的各种方法及混沌同步的类型进行了分类和评述,同时指出了研究发展趋势。     

混沌,熵和时间箭头

混沌理论揭示出一种支配现实世界正常运行的崭新的“测不准原理”,并且解释了时间为何只沿一个方向流逝.