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1.
Xu Li 《中国物理 B》2021,30(12):128703-128703
Living systems are full of astonishing diversity and complexity of life. Despite differences in the length scales and cognitive abilities of these systems, collective motion of large groups of individuals can emerge. It is of great importance to seek for the fundamental principles of collective motion, such as phase transitions and their natures. Via an eigen microstate approach, we have found a discontinuous transition of density and a continuous transition of velocity in the Vicsek models of collective motion, which are identified by the finite-size scaling form of order-parameter. At strong noise, living systems behave like gas. With the decrease of noise, the interactions between the particles of a living system become stronger and make them come closer. The living system experiences then a discontinuous gas-liquid like transition of density. The even stronger interactions at smaller noise make the velocity directions of the particles become ordered and there is a continuous phase transition of collective motion in addition.  相似文献   
2.
Recently,self-sustained oscillatory genetic regulatory networks(GRNs) have attracted significant attention in the biological field.Given a GRN,it is important to anticipate whether the network could generate oscillation with proper parameters,and what the key ingredients for the oscillation are.In this paper the ranges of some function-related parameters which are favorable to sustained oscillations are considered.In particular,some oscillatory motifs appearing with high-frequency in most of the oscillatory GRNs are observed.Moreover,there are some anti-oscillatory motifs which have a strong oscillation repressing effect.Some conclusions analyzing these motif effects and constructing oscillatory GRNs are provided.  相似文献   
3.
钭斐玲  胡延庆  黎勇  樊瑛  狄增如 《物理学报》2012,61(17):178901-178901
本文以一维均匀环为基础, 通过添加有限数量的长程连接构造出了一维有限能量约束下的空间网络, 环上任意节点ij之间存在一条长程连接的概率满足pijα dij (α≥ 0),其中dij为节点ij之间的网格距离, 并且所有长程连接长度总和受到总能量=cN(c≥ 0)的约束, N为网络节点总数.通过研究该空间网络上的随机游走过程,存在最优幂指数α0 使得陷阱问题的平均首达时间最短.进一步研究发现,平均首达时间与网络规模N之间存在着幂律关系, 随着网络规模N和总能量的增加,最优幂指数α0单调增加,并趋近最优值1.5.  相似文献   
4.
叶纬明  吕彬彬  赵琛  狄增如 《物理学报》2013,62(1):10507-010507
近年来,自组织振荡网络受到越来越多科学家的关注,对生物体的生长、发育起调控作用的基因调控网络即是其中的一种.本文研究了少节点基因调控网络的控制问题.运用多相位超前驱动方法对该种网络进行调控,可以有效地提高对网络的控制效率.通过数值模拟,发现对于少节点基因调控网络,当系统参数确定时,网络的有效控制率可以达到95%以上(10节点网络);当系统参数不确定时,控制的效率也非常高.  相似文献   
5.
权重分布对加权网络效率的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
田柳  狄增如  姚虹 《物理学报》2011,60(2):28901-0
加权网络可以对复杂系统的相互作用结构提供更加细致的刻画,而改变边权也成为调整和改善网络性质与功能的新途径.基于已有无权网络的效率概念,文中给出了相似权和相异权网络的网络效率定义,并研究了权重分布对于网络效率的影响.从平权的规则网络出发,通过改变权重的分布形式考察权重分布对网络效率的影响,结果发现,在规则网络上,权重分布随机性的增加提高了网络效率,而在几种常见的权重分布形式中,指数分布对网络效率的改进最为显著.同时,权重随机化之后网络最小生成树的总权重减小,意味着网络的运输成本随着权重异质性的增加而降低.以上结果为深入理解权重对网络结构与功能的影响提供了基础. 关键词: 复杂网络 加权网络 权重 网络效率  相似文献   
6.
万宝惠  张鹏  张晶  狄增如  樊瑛 《物理学报》2012,61(16):166402-166402
靴襻渗流最早应用于统计物理学中研究磁铁因非磁性杂质导致磁有序的降低并最终消失的现象. 随着复杂网络研究的深入, 许多学者展开网络上的靴襻渗流研究. 在自然界中, 许多系统自然呈现出二分结构, 二分网络是复杂网络中的一种重要的网络模式. 本文通过建立动力学方程和计算机仿真模拟的方法研究二分网上的靴襻渗流, 关注的参数是二分网中两类节点初始的活跃比例和活跃阈值, 分别用f1, f2Ω1, Ω2表示, 得到二分网两类节点终态活跃比例随初始活跃比例的变化会发生相变等结论. 同时 验证了动力学方程与仿真模拟的一致性.  相似文献   
7.
在上篇综述里,我们评述了网络科学的发展简史,基本概念和网络分类,以及国内外迄今提出的复杂网络的主要理论模型及其拓扑特性。着重总结了我们"一院二校"开展的国家自然科学基金重点项目的研究进展,上篇的研究成果主要涉及加权网络模型、和谐统一的混合模型和量子信息网络模型及其纳米网络,简单说,我们探索了从宏观网络到微观网络的不同层次的若干特点和结果。在下篇综述里,我们将系统概述5个重要课题的研究进展,从第7章到第11章,课题内容包括:复杂网络的动力学完全同步与网络的拓扑结构之间的关系;网络拓扑结构的对称性破缺导致动力学部分同步;给出判断给定网络部分同步斑图稳定性的方法和一般判据,讨论了由网络的多种拓扑对称导致的部分同步斑图的竞争和选择问题以及李指数谱的简并性质。进一步,分别以具有小世界和无标度拓扑结构的束流输运网络为典型的"混沌复杂网络",提出了实现束晕-混沌的同步和控制的若干方法,特别是实现分区网络的多目标的同步控制问题。同时,基于Vicsek模型和Boid模型,研究了生物体集群动态网络的拓扑结构和动力学方程,提出复杂多智能体网络的协调控制策略。另外,从复杂网络的不同拓扑结构对合作涌现和资源分配的作用角度,评述了三个主要的博弈模型—少数者博弈、囚徒困境和雪堆博弈,研究了复杂网络的群聚系数和网络异质性等结构特性对个体的博弈行为的重要影响。最后第12章,我们简介其它课题的进展,讨论了网络科学面临的挑战,并展望了其应用与发展前景。  相似文献   
8.
从统计物理学看复杂网络研究   总被引:122,自引:1,他引:121  
从统计物理学来看,网络是一个包含了大量个体及个体之间相互作用的系统。本文从统计物理学的角度整理与总结了复杂网络目前的主要研究结果,并对将来的研究工作做了一个展望。文章把网络分为三个层次——无向网络、有向网络与加权网络,对不同网络的静态几何量研究的现状分别做了综述,并结合网络机制模型设计与评价的需要,提出了新的有待研究的静态几何量;对网络机制模型做了总结与分析,提出了有待解决的关于双向幂律网络的机制模型的问题;部分地概括了网络演化性质,网络的结构稳定性以及网络上的动力学模型的研究。然后,以我们目前正在进行的两个方面的工作—科学家网络和产品生产关系网络一为例,粗略地介绍了网络研究在一些实际问题中的应用。最后,作为一个简单的补充和索引,我们整理了复杂网络研究中部分常用的解析与数值计算的方法。  相似文献   
9.
复杂网络上集群行为与自旋模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
程洁  狄增如 《力学进展》2008,38(6):733-750
复杂系统中的集群行为(collective behavior)是复杂系统涌现性的重要表现之一, 它通过微观个体之间的相互作用, 在宏观上表现出一定的时空或功能有序结构.已有研究表明, 个体之间相互作用的网络结构对复杂系统的集群行为有重要影响.基于复杂网络上的自旋模型, 介绍了复杂网络上的集群行为的部分研究进展. 首先简要介绍了自旋模型的相变现象以及网络结构对相变行为的影响; 其次, 介绍了以自旋模型为基础应用到社会经济等领域中的工作, 包括舆论形成、羊群效应以及分隔现象(segregation)等, 尤其关注网络结构对集群行为的影响, 最后介绍了基于自旋模型的网络社团划分方法.对进一步的发展方向进行了初步的讨论.  相似文献   
10.
一门崭新的交叉科学:网络科学(上)   总被引:28,自引:0,他引:28  
本文试图比较系统地概括和评述正在兴起的一门崭新的交叉科学—网络科学,内容涉及网络科学的发展简史,基本概念,网络分类,主要理论模型及其特性,目前国内外该领域的若干重要课题的研究进展概况。全文结构分为:序言,主体部分共12章,最后是结束语,分别概述和涵盖网络科学的主要课题的研究成果和近年的进展,特别是着重介绍和总结了我们"一院二校"(原子能科研院、上海交大和北京师大)国家自然科学基金重点项目联合研究组开展的复杂网络研究所取得的若干成果和进展。分两期发表,下篇请见《物理学进展》27卷4期。  相似文献   
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