Controlled Nanoscale Motion pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer Verlag

作者:Mansson, Alf 编

出品人:

页数:432

译者:

出版时间:

价格:$ 179.67

装帧:HRD

isbn号码:9783540495215

丛书系列:

图书标签:

纳米运动
受控运动
纳米技术
材料科学
物理学
化学
自组装
纳米器件
表面科学
分子动力学

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到图书目录大全

book.wenda123.org

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

When the size of a machine approaches the nanometer scale, thermal fluctuations become large compared to the energies that drive the motor. The control of motion at the nanoscale therefore requires physical understanding and technical approaches that are fundamentally different from those that are successful at the macroscale. This volume provides an introduction to the state-of-the-art of controlled nanoscale motion in biological and artificial systems. Topics include the control and function of protein motors, the physics of non-equilibrium Brownian motion, and the physics and fabrication of synthetic molecular motors. The chapters in this book are based on selected contributions on the 2005 Nobel Symposium to Controlled Nanoscale Motion and are written by leading experts in their fields.

好的，这是一份关于一本虚构图书的详细简介，该书名为《宏观动力学：复杂系统的涌现行为与预测模型》，内容不涉及您提到的《Controlled Nanoscale Motion》。宏观动力学：复杂系统的涌现行为与预测模型作者：艾伦·格里菲斯 (Alan Griffiths) 出版社：普林斯顿大学出版社 (Princeton University Press) 出版年份： 2023年页数： 784页关键词：复杂系统、涌现现象、非线性动力学、信息论、网络科学、气候建模、社会经济系统 --- 书籍概述《宏观动力学：复杂系统的涌现行为与预测模型》是一部深刻且具有前瞻性的学术专著，它聚焦于自然界和人造系统中最引人入胜的特性之一：涌现性 (Emergence)。本书系统地梳理了从基础物理学到前沿社会科学中，低层次的、局部的相互作用如何在大尺度上产生出完全不可预测、具有全新属性的宏观行为。作者艾伦·格里菲斯，一位在非线性科学领域享有盛誉的学者，通过严谨的数学框架和大量的实际案例分析，构建了一套统一的理论工具集，旨在理解并最终量化这些复杂系统的演化路径。本书的核心论点在于，传统的还原论方法在面对高度耦合和反馈机制丰富的系统时已显不足。取而代之的，格里菲斯提出了一个基于信息论和网络拓扑结构的方法论，用于识别和描述驱动复杂系统涌现行为的“关键连接点”和“信息瓶颈”。核心章节与内容深度解析全书共分为六大部分，结构严谨，逻辑递进：第一部分：复杂性的基础概念与范式转变本部分奠定了全书的理论基石。作者首先清晰界定了“复杂性”与“混沌”的区别，强调复杂系统并非仅仅是高维度的，而是其组成单元之间存在高度的、非线性的依赖关系。 1.1 还原论的局限性：详细探讨了牛顿力学范式在解释生物圈、金融市场等系统时的失效之处，引入了“相空间”与“吸引子”的概念，用以描述系统的长期稳定状态。 1.2 涌现的层次结构：区分了弱涌现（可从底层规则推导）和强涌现（规则无法完全预测结果）现象。格里菲斯引用了元胞自动机（Cellular Automata）作为入门模型，展示了简单的局部规则如何生成具有记忆性和结构性的宏观模式。第二部分：数学工具箱——非线性动力学与拓扑分析本部分是理论分析的核心，为后续的应用案例提供了坚实的数学基础。 2.1 耦合振荡器与同步现象：深入分析了Kuramoto模型及其变体，探讨了大规模单元（如神经元、节拍器）如何自发地实现时间上的同步，这是宏观协调行为的经典范例。 2.2 广义耗散结构理论：借鉴Prigogine的工作，结合现代信息论，探讨了系统如何通过远离热力学平衡态来维持和发展其有序结构。重点阐述了“负熵流”在维持系统稳定复杂性中的作用。 2.3 网络拓扑与鲁棒性：引入了无标度网络（Scale-Free Networks）和世界小世界（Small-World）模型的概念。格里菲斯着重分析了网络结构（如度分布、聚类系数）如何直接影响系统对扰动的响应，即预测其“崩溃点”。第三部分：信息流与因果关系推断这是本书最具创新性的部分之一。作者认为，理解涌现行为的关键在于追踪信息如何在系统内部流动和被处理。 3.1 互信息与传递熵：详细介绍了如何利用这些工具来量化不同子系统之间的依赖程度，克服了传统相关性分析中对线性关系的依赖。书中给出了计算生物学数据中因果链的实际步骤。 3.2 突显性与有效信息 (Effective Information)：提出了衡量系统内部信息整合效率的指标。格里菲斯论证，一个高度涌现的系统，其有效信息量会达到一个临界峰值，这标志着系统从简单的信息处理转变为复杂的“认知”或“组织”能力。第四部分：宏观动力学的应用——地球系统科学本部分将理论应用于地球科学中最为庞大和复杂的系统之一：气候与环境。 4.1 气候模式的临界点与反馈回路：分析了海洋环流（如AMOC）和冰盖融化之间的非线性耦合。书中构建了一个简化的多变量模型，展示了人类活动（外部驱动力）如何通过正反馈回路触发不可逆的宏观状态转变。 4.2 生态系统中的物种共存与崩溃：通过捕食者-猎物模型的扩展，探讨了生物多样性作为一种系统韧性的体现。当网络结构（物种间的相互作用）变得过于稀疏或过于集中时，整个生态系统的稳定性如何急剧下降。第五部分：社会经济系统中的涌现本部分探讨了人类集体行为的复杂性，这是对理解社会稳定与市场波动的深刻见解。 5.1 市场中的羊群行为与泡沫形成：基于代理人模型（Agent-Based Models, ABM），本书展示了即便是遵循理性规则的个体，在相互作用下也会导致群体决策的非理性结果，如金融市场的剧烈震荡。 5.2 城市化与基础设施的自组织：分析了城市交通网络、能源分配系统等基础设施如何通过竞争和协同演化形成自洽的结构。作者强调了规划者在干预这些系统时必须避免打破其内在的“自组织平衡”。第六部分：预测的伦理与未来方向最后一部分聚焦于宏观动力学模型的实际局限性与未来研究方向。 6.1 预测的熵界限：讨论了混沌系统固有的时间预测极限。格里菲斯认为，对于强涌现系统，精确的长期预测是不可能的；我们能做的，是预测行为的类型和系统对扰动的敏感性范围，而非具体状态。 6.2 迈向可控性 (Controllability)：基于前面建立的因果图谱，探讨了如何通过最小的干预（最小作用力）来引导复杂系统向期望的宏观状态演化。这涉及到对网络中“控制节点”的识别。学术价值与受众定位《宏观动力学》的出版标志着复杂系统科学从描述性转向预测性的重要一步。本书的优势在于其跨学科的视野，它成功地将物理学中的非线性理论、计算机科学中的信息论工具，以及社会科学中的经验观察整合到一个统一的理论框架下。本书适合以下读者：研究生及高级本科生：物理学、工程学、计算机科学、经济学及生态学专业中对非线性动力学和复杂系统感兴趣的学者。研究人员：专注于气候建模、金融工程、交通规划、以及新兴的人工智能系统结构设计的科研人员。政策制定者：希望深入理解政策干预在大规模社会或环境系统中可能产生的意想不到的连锁反应的决策者。本书的图表精良，数学推导详尽，同时辅以大量的现实世界案例，确保了理论的深度与应用的广度完美结合。它不仅是一本教科书，更是一部对理解我们所处世界组织方式的深刻哲学思辨录。