Dynamics of Self-organized and Self-assembled Structures

Dynamics of Self-organized and Self-assembled Structures pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:Desai, Rashmi/ Kapral, Raymond
出品人:
页数:342
译者:
出版时间:2009-3
价格:$ 96.05
装帧:
isbn号码:9780521883610
丛书系列:
图书标签:
  • 复杂
  • complexity
  • selforganized
  • systems
  • assembly
  • dynamics
  • structure
  • materials
  • physics
  • chemistry
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具体描述

Physical and biological systems driven out of equilibrium may spontaneously evolve to form spatial structures. In some systems molecular constituents may self-assemble to produce complex ordered structures. This book describes how such pattern formation processes occur and how they can be modeled. Experimental observations are used to introduce the diverse systems and phenomena leading to pattern formation. The physical origins of various spatial structures are discussed, and models for their formation are constructed. In contrast to many treatments, pattern-forming processes in nonequilibrium systems are treated in a coherent fashion. The book shows how near-equilibrium and far-from-equilibrium modeling concepts are often combined to describe physical systems. This inter-disciplinary book can form the basis of graduate courses in pattern formation and self-assembly. It is a useful reference for graduate students and researchers in a number of disciplines, including condensed matter science, nonequilibrium statistical mechanics, nonlinear dynamics, chemical biophysics, materials science, and engineering.

《湍流中的秩序:自组织与自组装现象的深层探索》 本书深入剖析了自然界和人造系统中普遍存在的自组织与自组装现象,揭示了在看似混乱无序的环境下,为何能够涌现出复杂的、有结构的模式。我们并非聚焦于特定领域的具体实例,而是致力于从根本上理解这些现象背后的普适性原理与驱动机制。 第一部分:自组织与自组装的基本框架 本部分将首先界定“自组织”与“自组装”这两个核心概念,区分它们的异同,并探讨它们在不同尺度上的表现形式。我们将考察构成这些系统的基本要素(如粒子、细胞、分子、个体等),以及它们之间通过局部相互作用来影响全局行为的特性。 第一章:混沌中的涌现:自组织与自组装的定义与范畴 对自组织和自组装进行清晰的定义,明确其区别与联系。 梳理自组织与自组装在物理学(如相变、晶体生长)、化学(如化学振荡、胶体自组装)、生物学(如细胞分化、生态系统形成)、社会学(如城市规划、信息传播)等多个学科领域的广泛应用。 探讨“涌现”这一概念在自组织与自组装系统中的核心地位,即宏观层面的有序性如何从微观层面的简单规则中产生。 第二章:局部规则,全局秩序:相互作用的动力学 深入研究构成系统的基本单元之间的各种相互作用,包括吸引、排斥、定向、信息传递等。 分析这些相互作用的强度、范围和非线性特征如何影响系统的整体行为。 介绍描述这些相互作用的数学工具和模型,例如场论、粒子模型、网络理论等。 第三章:能量与信息:驱动自组织与自组装的引擎 探讨能量在维持和驱动自组织与自组装过程中的作用,例如耗散结构理论中的能量耗散。 分析信息传递和处理在这些系统中扮演的角色,如化学信号、基因表达、行为模仿等。 考察信息与能量之间的耦合关系,以及它们如何共同塑造系统的动态演化。 第二部分:自组织与自组装的动力学原理 本部分将聚焦于驱动这些现象发生的动力学过程,深入分析关键的机制和理论模型,揭示其内在的规律性。 第四章:从无序到有序:相变与临界现象 将自组织和自组装现象置于相变理论的框架下进行考察,理解系统如何跨越临界点发生结构性变化。 探讨各种相变类型,如一阶相变和二阶相变,以及它们在自组装过程中的体现。 分析临界现象,例如序参量的涨落、关联长度的增长以及普适性等,在理解自组织系统中的重要性。 第五章:动力学网络与反馈环:模式形成的机制 研究构成系统的基本单元之间形成的复杂网络结构,以及信息如何在这些网络中流动和传递。 深入探讨正反馈和负反馈机制在模式形成中的作用,如“跑者-停顿”模型中的激活和抑制。 分析这些反馈环如何放大微小的涨落,最终导致宏观模式的稳定或动态演化。 第六章:统计力学与概率方法:理解宏观行为 应用统计力学的思想,从微观的概率分布出发,描述系统的宏观热力学性质。 介绍蒙特卡洛模拟、马尔可夫链等统计方法在分析自组织与自组装过程中的应用。 探讨如何通过概率模型来预测和理解系统中涌现的特定结构或行为。 第七章:时间尺度与稳定性:动态的演化与平衡 考察自组织与自组装过程在不同时间尺度上的演化,包括快速动力学和缓慢弛豫。 分析系统的稳定性,以及它们如何抵抗外部扰动或内部变化。 探讨动态平衡和稳态的概念,以及系统在其中如何维持其结构和功能。 第三部分:普适性原理与未来展望 本部分将总结自组织与自组装现象中的普适性原理,并展望其在科学研究和技术应用中的未来发展方向。 第八章:共性与差异:跨越学科的普适性原理 总结在不同学科领域中观察到的自组织与自组装现象的共性原理,如简单的局部规则、非线性相互作用、耗散与信息流动等。 讨论这些原理如何在不同物理、化学、生物和信息系统中得到体现。 分析不同系统在具体实现自组织与自组装时的特有机制和差异。 第九章:超越模仿:创造性的自组装与自组织 探讨如何通过设计特定的相互作用和环境条件,来引导或控制自组织与自组装过程,实现预期的结构和功能。 研究如何创造出具有更高层次复杂性和智能性的自组装系统。 展望未来在材料科学、机器人技术、人工智能等领域应用这些原理的可能性。 第十章:开放性问题与研究前沿 识别当前在理解自组织与自组装现象方面存在的未解决问题和挑战。 介绍当前的研究前沿,如机器学习在自组织系统中的应用、活体自组装、复杂系统的涌现性研究等。 鼓励读者在这些领域进行更深入的探索和研究。 本书旨在为读者提供一个理解复杂系统背后普遍规律的强大理论框架,帮助读者从全新的视角审视自然界和科技发展中的各种现象,并激发在相关领域进行创新性研究的灵感。

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拿到这本书的那一刻,我就被它沉甸甸的质感和精美的排版所吸引。封面上那流动的线条和色彩,似乎预示着书中将要展开的关于“自组织”和“自组装”的精彩论述。我一直对自然界中那些无需外部干预就能形成复杂结构的现象深感着迷,比如雪花的精巧,或是蜂巢的严谨。而《Dynamics of Self-organized and Self-assembled Structures》这个书名,则精准地捕捉到了我内心深处的求知欲。我希望这本书能够不仅仅是理论的堆砌,更能通过生动的案例分析,将那些抽象的物理和化学原理具象化。例如,书中是否会深入探讨DNA双螺旋结构的形成过程?或者是在材料科学领域,科学家们如何利用自组装技术制造出具有纳米级精度的功能材料?“动力学”这个词汇,也让我对书的内容有了更高的期待,它暗示了书中将涵盖关于这些结构在时间维度上的演变、变化以及相互作用的深入研究。我希望能够了解到,是什么样的能量驱动着这些结构的形成,又是什么样的反馈机制维持着它们的稳定。这本书无疑将是一次关于自然界最基本组织原理的探索之旅,我迫不及待地想要沉浸其中,感受那些隐藏在万物背后的智慧。

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这本书的标题《Dynamics of Self-organized and Self-assembled Structures》立刻抓住了我的注意力,因为它触及了我一直以来对自然界中“秩序从混乱中涌现”的现象的深刻兴趣。我渴望理解那些无需外部指令,物质自身如何形成复杂且有序的结构。我设想书中会详细阐述诸如生物体内的细胞器如何自发组装成功能单元,或者在化学领域,胶体颗粒如何通过范德华力等弱相互作用形成有序的凝胶结构。标题中的“动力学”一词,更是让我对书的内容充满了期待,因为它暗示了本书不仅会关注静态的结构,更会深入探讨这些结构形成和演化的动态过程。我希望能够了解到,是什么样的能量变化和反馈机制驱动着这些自组织过程,以及这些结构在动态环境中是如何保持其稳定性的。这本书无疑是一次对宇宙深层组织原理的探索,我期待通过阅读,能够对自然界的内在逻辑有更深刻的理解,并从中获得启发,去探索更多未知的领域。

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《Dynamics of Self-organized and Self-assembled Structures》——这个书名本身就如同一个引力源,将我的注意力牢牢吸引。我一直对那些在看似无序的现象背后,潜藏着深刻的组织和构建逻辑的原理深感兴趣。我希望这本书能为我提供一个清晰的框架,来理解“自组织”和“自组装”是如何运作的。我非常期待书中能够详细介绍生命体如何从基本的分子层面,自发地构建出能够感知、响应和繁殖的复杂生物机器,例如细胞膜的动态形成和维持,或是胚胎发育过程中细胞如何精准地迁移和分化。在物理和化学领域,我也期望书中能涵盖诸如晶体生长、液滴的自发成核等经典范例,并深入到最新的研究成果,例如基于DNA的纳米器件的自组装。标题中的“动力学”一词,让我对书中内容的深度和广度有了更高的期待,它意味着我将不仅仅是学习到“是什么”,更重要的是了解“如何”以及“为什么”。这本书注定会是一次深刻的科学探索,我期待它能够帮助我构建一个更完整的关于物质世界秩序的认知体系。

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《Dynamics of Self-organized and Self-assembled Structures》——这个书名本身就充满了科学的魅力和哲学的深度。我一直对那些物质自身就能展现出令人惊叹的复杂性和有序性的现象深感着迷,仿佛它们拥有内在的“智慧”。我非常希望这本书能为我深入剖析“自组织”和“自组装”的机制,并提供丰富而详实的案例。我期待书中能够详述生物体是如何从简单的细胞分化成高度专业化的器官系统的,例如神经元如何自发地连接形成复杂的神经网络。在物理和化学领域,我也希望能看到关于量子点在特定条件下如何自发形成超晶格结构的讨论,或是金属纳米颗粒在溶液中如何通过表面效应自发聚集形成功能性阵列。标题中的“动力学”更是让我对本书内容的时效性和深度充满了期待,我希望它能解释这些结构的形成、演变以及在各种外界扰动下的响应。这本书无疑是一次关于物质内在秩序的深刻探索,我期待它能为我提供一个全新的视角来理解我们所处的世界。

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当我在书架上看到《Dynamics of Self-organized and Self-assembled Structures》时,我立刻被它所传达的科学概念所吸引。我一直对那些无需外部力量干预,物质自身就能形成复杂而有序的结构现象感到着迷。我非常希望这本书能够深入浅出地解释“自组织”和“自组装”的原理,并提供引人入胜的案例。我特别期待书中能够详述生物体内的许多神奇过程,例如 DNA 双螺旋结构的形成,或者蛋白质如何通过精确的折叠过程获得其生物学功能。同时,我也对材料科学领域中利用自组装技术创造新型材料的进展感到好奇,比如如何通过精确控制分子间的相互作用来构建具有特定性能的纳米结构。标题中的“动力学”更是让我对本书内容的深度和动态性充满了期待,它预示着我将了解到这些结构在形成、演变以及在不同环境条件下的行为。这本书无疑是一次对物质世界基本组织原理的探索,我期待它能够为我打开一扇通往更深刻理解科学现象的大门。

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这本书的封面设计就足以让人产生无限遐想,那是一种复杂而又和谐的图案,仿佛蕴含着宇宙最深层的秘密。从标题《Dynamics of Self-organized and Self-assembled Structures》就可以预见,这是一部深入探讨物质世界自发演化规律的巨著。我尤其好奇的是,作者如何能够将如此抽象的概念,例如“自组织”和“自组装”,用通俗易懂的语言阐释清楚,并辅以扎实的理论支撑和前沿的研究案例。我期待书中能够解析诸如生物体内细胞如何从简单的分子聚集形成复杂的器官,或者在物理学中,粒子如何自发地形成有序的晶体结构等令人惊叹的现象。书中对于“动力学”的强调,也让我对其内容充满了期待,这暗示着本书不仅仅是停留在现象的描述,而是要深入探究这些结构形成和演变的内在机制和驱动力。是量子力学的纠缠作用?是热力学的熵增定律?还是某种我们尚未完全理解的涌现性力量?我希望能在这本书中找到答案,或者至少是更深刻的理解和更广阔的思考方向。我非常期待这本书能为我打开一扇通往微观世界和宏观宇宙之间联系的大门,让我窥见那些隐藏在表象之下的深刻秩序。

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《Dynamics of Self-organized and Self-assembled Structures》——光是这个书名,就足以让我心潮澎湃。我长期以来对那些看似混乱无序的表象下,潜藏着深刻有序性的现象充满好奇。从微观的原子排列到宏观的生态系统,都似乎遵循着某种“自发”的组织和构建原则。我希望这本书能为我揭示这些“自组织”和“自组装”过程的内在逻辑,并提供丰富的例证。例如,我非常想了解在生物进化过程中,简单的有机分子是如何自发地形成第一个能够自我复制的结构,这是生命起源的关键一步。在物理学领域,我期待书中能解释为何水分子能够自发形成复杂的冰晶结构,或者在化学中,同种粒子如何能够自发地形成有序的晶格。标题中的“动力学”更是让我对书的内容充满了深度期待,我希望它能解释这些结构的形成、演变以及它们在不同条件下的动态响应。这本书无疑将是一次对物质世界底层规律的探索,我期待它能为我打开一扇新的思维之窗,让我看到更深层次的联系和模式,从而激发我对科学世界更深远的好奇心。

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这本书的标题《Dynamics of Self-organized and Self-assembled Structures》犹如一扇门,引领我进入一个充满奇迹的世界。我一直对那些无需外力干预,物质自身就能呈现出惊人有序性的现象感到着迷,无论是生物体内的精妙运作,还是无机物形成的几何美感。我希望这本书能够深入浅出地揭示这些“自组织”和“自组装”过程背后的科学原理。我非常期待书中能提供关于生物系统,例如细胞膜脂双层的形成机制,或者蛋白质折叠如何从氨基酸链转化为具有特定三维结构的活性的例子。同时,我也关注书中是否会涉及材料科学领域的最新进展,例如纳米材料的自组装技术在电子学、医学等方面的应用潜力。标题中的“动力学”一词,让我对书中内容的深度充满了信心,它意味着这本书不仅仅是描述现象,更会深入探讨这些结构在动态过程中的演化、相互作用以及稳定性。我希望通过阅读,能够对驱动这些复杂系统运转的根本力量有一个更清晰的认识,从而对自然界的奥秘有更深入的洞察,并且或许能从中获得一些创新的灵感。

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我第一次看到《Dynamics of Self-organized and Self-assembled Structures》这个书名时,就被它所蕴含的科学概念深深吸引。我一直对自然界中那些不需要外力干预,物质自身就能形成复杂结构和有序性的现象感到无比好奇。我期望这本书能够系统地阐述“自组织”和“自组装”的原理,并提供生动的实例。例如,我非常想了解,在生命科学领域,DNA是如何精确地自我复制,从而保障遗传信息的传递,以及蛋白质是如何通过自身的氨基酸序列自发折叠成具有特定功能的复杂三维结构。在材料科学领域,我也希望能看到关于新型自组装材料的介绍,例如如何利用分子识别原理来构建具有特定光学或电学性质的纳米材料。标题中的“动力学”更是为我的阅读增加了期待,因为它预示着书中不仅会描述结构的形成,还会深入探讨这些结构在时间维度上的演变、相互作用以及它们对环境变化的响应。这本书无疑将是一次深入探索物质世界内在秩序的旅程,我期待它能为我打开理解自然界运作方式的全新视角。

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我对《Dynamics of Self-organized and Self-assembled Structures》一书的期待,很大程度上源于我对生命起源和物质演化过程的浓厚兴趣。从生物体的细胞构建,到宇宙星系的形成,似乎都贯穿着某种“自发”的秩序。这本书的标题完美地契合了我的好奇心,我渴望了解作者是如何将“自组织”和“自组装”这两个核心概念进行系统性阐述的。我设想书中会包含大量关于生物化学反应如何在细胞内自发形成复杂的蛋白质分子机器的案例,或是关于植物根系如何在地底自发寻找水源,形成复杂的网络结构。更进一步,我希望这本书能够拓展到更广泛的物理和化学领域,探讨诸如液晶的有序排列,或者是胶体颗粒在溶液中的自发聚集行为。标题中的“动力学”更是为我的期待增添了深度,这意味着我不仅能了解到结构的“是什么”,还能深入探究“为什么”以及“如何”发生。这本书将是一场关于物质内在秩序的深度挖掘,我希望通过阅读,能够对生命和宇宙的复杂性有一个更宏观、更深刻的理解,从而激发我更多的科学思考和探索。

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