非线性动力学与复杂性科学的学术纵览｜书籍推荐

导语

本文推荐2008-2010年间出版的系列文集《Reviews of Nonlinear Dynamics and Complexity》，从混沌控制与同步、复杂网络基础模型、生态系统非线性等经典主题，到人类流动性与疾病传播、自适应网络交互、地震分形模型等具体场景，再到多尺度耦合系统、随机非线性动力学、社会网络集体行为等更复杂的理论与实践，本系列书籍为读者展示了非线性动力学与复杂性科学领域的全景式学习地图。

关键词：非线性动力学，复杂性科学

周莉丨作者

非线形动力学与复杂性科学

非线性现象广泛存在于自然与社会系统中，从物理领域的流体运动、化学反应，到生物领域的生态交互、神经活动，再到经济领域的市场波动、社会网络演化，非线性特性都扮演着至关重要的角色。这些系统往往表现出复杂的动态行为，如混沌、分岔、同步等，而复杂性科学则致力于揭示这些看似无序现象背后的内在规律与组织原则。非线性动力学与复杂性科学的交叉可以打破学科壁垒，从统一的理论视角解析不同系统的共性规律。

因此，Wiley-VCH 出版社在2008-2010年连续出版了由海因茨·乔治·舒斯特编辑的（Heinz Georg Schuster）《Reviews of Nonlinear Dynamics and Complexity》第一-三卷，每卷均邀请全球顶尖学者组成跨学科作者团队，涵盖物理学、生物学、医学、数学、社会学等多个领域。这三卷内容层层递进又互为补充，构成了非线性动力学与复杂性科学的全景式学术图景。

第一卷

第一卷作为开篇，系统梳理混沌控制与同步、复杂网络基础模型、生态系统非线性等经典主题，为读者构建起进入该领域的核心知识框架。目录如下：

第一章：纳米机械与微机械谐振器的非线性动力学

Nonlinear Dynamics of Nanomechanical and Micromechanical Resonators (Ron Lifshitz, M. C. Cross)

第二章：无奇数限制的旋转波延迟镇定

Delay Stabilization of Rotating Waves Without Odd Number Limitation (Bernold Fiedler, Valentin Flunkert, Marc Georgi, Philipp Hövel, Eckehard Schöll)

第三章：随机布尔网络

Random Boolean Networks (Barbara Drossel)

第四章：持续时间序列中的重现间隔与极端事件及其在气候和地震记录中的应用

Return Intervals and Extreme Events in Persistent Time Series with Applications to Climate and Seismic Records (Armin Bunde, Jan F. Eichner, Shlomo Havlin, Jan W. Kantelhardt, Sabine Lennartz)

第五章：可因子化语言：从动力学到生物学

Factorizable Language: From Dynamics to Biology (Bailin Hao, Huimin Xie)

第六章：通过反馈控制集体同步

Controlling Collective Synchrony by Feedback (Michael Rosenblum, Arkady Pikovsky)

第二卷

第二卷聚焦前沿交叉方向，深入探讨人类流动性与疾病传播、自适应网络交互、地震分形模型等议题，展现非线性理论在具体场景中的应用深化，目录如下：

第一章：人类流动性与空间疾病动力学

Human Mobility and Spatial Disease Dynamics (Dirk Brockmann)

第二章：随机演化博弈动力学

Stochastic Evolutionary Game Dynamics (Arne Traulsen, Christoph Hauert)

第三章：自适应网络中的动态与拓扑交互

Dynamic and Topological Interplay in Adaptive Networks (Bernd Blasius, Thilo Gross)

第四章：地震动力学的分形模型

Fractal Models of Earthquake Dynamics (Pathikrit Bhattacharya, et al.)

第五章：癫痫的非线性动力学分析

Epilepsy (Klaus Lehnertz, et al.)

第六章：网络结构识别与模块化

Network Structure Identification and Modularity (Jörg Reichardt, Stefan Bornholdt)

第三卷

第三卷则进一步拓展研究维度，涉及多尺度耦合系统、随机非线性动力学、社会网络集体行为等更复杂的理论与实践领域。目录如下：

第一章：混沌计算范式

The Chaos Computing Paradigm (William L. Ditto, Abraham Miliotis, K. Murali, and Sudeshna Sinha)

第二章：上帝如何掷骰子？

How Does God Play Dice? (Jan Nagler and Peter H. Richter)

第三章：随机极限环振荡器的相位约简

Phase Reduction of Stochastic Limit-Cycle Oscillators (Kazuyuki Yoshimura)

第四章：复杂系统、数字与数论

Complex Systems, numbers and Number Theory (Lucas Lacasa, Bartolo Luque, and Octavio Miramontes)

第五章：复杂系统中的波局域化转变

Wave Localization Transitions in Complex Systems (Jan W. Kantelhardt, Lukas Jahnke, and Richard Berkovits)

第六章：从确定性混沌到反常扩散

From Deterministic Chaos to Anomalous Diffusion (Rainer Klages)

书籍编辑：

海因茨·乔治·舒斯特（Heinz Georg Schuster）编辑是德国基尔大学（Kiel University）理论物理学教授，研究兴趣是复杂自适应系统和神经网络的非线性动力学。

报名读书会：「非线性动力学与混沌」

集智俱乐部联合北京师范大学张江科研组联和南信大李春彪科研组师生共同发起「非线性动力学与混沌」读书会，由师生共同领读《非线性动力学与混沌》，以分章节精读的方式，带领大家系统学习非线性动力学的基本理论与典型模型，结合洛伦兹系统、Kuramoto模型等经典案例，深入探讨混沌的起源、分形与奇异吸引子等前沿问题。

本读书会不仅读书，还会系统化地梳理本书中的重要概念，并整理为百科词条。也就是说，读完本书，我们会梳理出一套非线性动力学与混沌相关的百科词条，这才是重点。

我们也会通过梳理词条的方式，让学员组成学习小组进行比赛，最终会评出优秀学习小组获得复杂科学知识卡、汪小帆签名的《非线性动力学与混沌》、张江签名的《规模法则》、以及译者签名的《复杂-诞生于混沌与秩序边缘的科学》以及特色集智文化衫！