同步: 秩序如何从混沌中涌现 科普类读物 天文航天书籍 斯蒂芬 斯托加茨著-so88
同步: 秩序如何从混沌中涌现 科普类读物 天文航天书籍 斯蒂芬 斯托加茨著 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2022
图书介绍
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斯蒂芬·斯托加茨 著,张羿 译
店铺: 万有图书专营店 出版社: 四川人民出版社 ISBN:9787220106958 商品编码:28072014575 开本:16
内容介绍
成千上万只同步闪烁的萤火虫,整齐划一收缩的心脏起搏细胞,上万亿个在超导体中一致前进的电子……这些我们身边的同步现象,都指向了某种自组织现象,有关这种秩序的自发产生,是许多科学家终其一生研究的主题。而研究表明,持续、自发的同步现象与“耦合振子”的运动密切相关。
耦合振子究竟如何自发同步?在什么条件下同步?什么时候同步不可能出现,什么时候又不可避免?当失去同步时,会出现什么样的组织形式?我们正在努力学习的一切,其实际意义是什么?通过阅读本书,回答这些问题,我们将遇见一个隐藏的美丽世界,一个只有通过数学才能看到的世界。
除了理解同步现象本身,读者还将与作者一起体验在科学战壕中工作的诸多感受——曲折的探索、碰壁的苦楚、新发现的兴奋、从学生到同事再到导师的蜕变。阅读本书将是一种难得的乐趣!
作者介绍
斯蒂芬 斯托加茨
哈佛大学博士,曾担任哈佛大学和麻省理工学院讲师。
1994年成为康奈尔大学应用数学教授,在混沌理论和复杂性理论方面的开创性研究工作获得了广泛认可。
在职业生涯中获奖无数,包括麻省理工学院教学奖和美国总统青年研究员奖。
目录
前言?聆听同步的循环之声
DY部分 思考同步
01 萤火虫闪烁:同步是必然发生的
萤火虫同步闪烁的壮观景象是自然界的一大奇观,同时这一现象也是科学界的未解之谜。是谁在“指挥”着成千上万的萤火虫共同跳起这样奇特的舞蹈?科学家通过将萤火虫抽象为“振子”研究发现,生命现象中总是存在一种持续的、节律性的同步。
02 脑电波研究:同步发生的条件
控制论先驱维纳通过研究脑电波,揭示了同步产生的条件——振子通过彼此之间的“频率牵引”实现同步,这是自然界基本的自组织机制之一。随后,几位科学家各抒己见,在数学上解释了生物振子如何同步这一问题。
03 睡眠周期:同步与非同步的斗争
人体内存在一个生物钟,数百万年的进化使得我们的身体可以自动与昼夜更替协调一致。睡眠周期和昼夜节律同步是大自然给人类的馈赠。这种同步一旦紊乱就会引发严重的问题。科学研究发现了这种规律,但对规律的基础仍一无所知。
第二部分 发现同步
04 苍茫的宇宙:同步无处不在
无生命体之间也存在同步现象。同步不依赖于智能、生命和自然选择,它源于深刻的万物之源:数学和物理定律。同步研究带来了激光、电网和全球定位系统,甚至地球上的水也可能是太空尺度的同步现象所赐。同步是苍茫宇宙的背景声。
05 量子的合唱:同步无孔不入
宏大的同步现象可以发生在宇宙这个大的尺度上,而在物质深处,在量子尺度上发生的同步现象更为惊人和反直觉。量子粒子的同步*越了一切宏观现象,超导就是量子领域同步现象的完美应用。
06 晃动的千禧桥:中间物的弱耦合 / 152
千禧桥开放当日,数以万计兴奋的伦敦市民涌向桥面,人流涌入几分钟后,钢制大桥开始晃动。由于同步引发的事故,千禧桥在开放三天后即被政府关闭。
第三部分 探索同步
07 混沌:蝴蝶效应
混沌科学是 20 世纪物理学的第三次伟大革命。混沌和同步本质上不是矛盾的,由于混沌同步的存在,同步不再只与节律性有关,与之相关的还有循环、周期和重复。
08 三维中的同步
三维中的同步形态会呈现出一种螺旋波,螺旋波似乎是有生命的,可以自维持,不需要起搏器。螺旋波连续叠加,会形成卷轴波。科学界对螺旋波和卷轴波的研究兴趣呈爆炸式增长,这项研究直接的应用是解决心律失常和心脏性猝死问题。
09 小世界网络:深层的无尺度结构
我们生活在一个小世界网络里,通过 6 个人,就可以联系到地球上的每个人。不仅社交网络是小世界网络,互联网、我们的大脑、物种间的食物链、细胞的代谢网络、《财富》1000 强的董事会,甚至英语的语法结构都是小世界网络。理解小世界网络的意义对我们的生活影响巨大。
10 人类社会:从流行到意识产生
在心理学和群体行为学领域,人群同步是不可忽视的现象。某种东西的突然流行、传染病的爆发、交通拥堵,甚至意识的形成,都与同步现象有关。这些问题与我们的生活息息相关,科学家正在不断探索,找寻其背后的机理及解决问题的方案。
后记
译者后记
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