講座編號(hào)：jz-yjsb-2021-y046
講座題目：系統(tǒng)科學(xué)學(xué)科建設(shè)系列專家講座：走進(jìn)北京郵電大學(xué)系統(tǒng)科學(xué)學(xué)科
主 講 人：蘭岳恒 教授、博導(dǎo) 北京郵電大學(xué)理學(xué)院
孟 君 特聘研究員 北京郵電大學(xué)理學(xué)院
孔宜修 特聘副研究員 北京郵電大學(xué)理學(xué)院
講座時(shí)間：2021年10月30日（星期六）上午09:00
講座地點(diǎn)：騰訊會(huì)議，會(huì)議ID：130 144 303
參加對(duì)象：系統(tǒng)科學(xué)研究院、人工智能學(xué)院全體教師和研究生
主辦單位：系統(tǒng)科學(xué)研究院、人工智能學(xué)院、研究生院
主講人簡(jiǎn)介：
蘭岳恒，北京郵電大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，2004年獲美國佐治亞理工學(xué)院物理學(xué)博士學(xué)位，先后在美國北卡大學(xué)教堂山分校和加州大學(xué)桑塔芭芭拉分校從事系統(tǒng)生物學(xué)相關(guān)的博士后研究工作。中國著名期刊《科學(xué)通報(bào)》編委會(huì)委員，國際期刊《Physics-Open》編輯。目前主要從事非線性動(dòng)力學(xué)、復(fù)雜系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)物理等方面的研究工作。承擔(dān)并圓滿完成多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金等科研項(xiàng)目。在國際期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇，其中包括PRL, PNAS, Nature子刊等頂級(jí)刊物論文多篇。在國際會(huì)議上做特邀報(bào)告多次。
孟君，北京郵電大學(xué)理學(xué)院，特聘研究員。2014年博士畢業(yè)于中國科學(xué)院理論物理研究所，之后先后在中國科學(xué)院物理研究所葉方富研究院課題組（2014-2016）、以色列巴伊蘭大學(xué)Shlomo Havlin教授課題組（2015-2018）和德國波茨坦氣候影響研究所Jürgen Kurths教授課題組（2018-2020）從事博士后研究，主要研究方向?yàn)橄到y(tǒng)科學(xué)、氣候系統(tǒng)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計(jì)物理、氣候變化與極端氣候。先后在PNAS, Nat. Phys., Phys. Rep., New J. Phys., Chao, Phys. Rev. D, Phys. Rev. E等期刊發(fā)表論文15篇。
孔宜修，瑞士弗里堡大學(xué)博士，現(xiàn)任北京郵電大學(xué)理學(xué)院特聘副研究員，專業(yè)領(lǐng)域是系統(tǒng)科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理的交叉科學(xué)方向。參與歐盟及瑞士基金項(xiàng)目三項(xiàng)，目前已發(fā)表包括Physics Reports，Journal of informatrics等期刊在內(nèi)的十余篇論文。
主講內(nèi)容：
“Koopman分析在非線性動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用”講座：怎樣從時(shí)序數(shù)據(jù)獲取非線性系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特征？怎樣確定系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的重要模式？怎樣建立表達(dá)系統(tǒng)特征的簡(jiǎn)化模型？這些都是復(fù)雜系統(tǒng)研究的基本問題，需要有一套系統(tǒng)的分析方法。Koopman算符理論直接從可觀測(cè)量出發(fā)，考察定義在狀態(tài)空間中相關(guān)函數(shù)的演化，從而將一個(gè)非線性問題轉(zhuǎn)化為無窮維函數(shù)空間中的線性問題。所以，只需要選擇合適的函數(shù)空間，就可以用一個(gè)高維的線性問題來近似原有的非線性問題，并保持相關(guān)的低頻時(shí)空特征不變。目前這一理論被用于各種模型和數(shù)據(jù)的分析，產(chǎn)生了一批有重要意義的結(jié)果。報(bào)告將從Koopman算符的定義出發(fā)，講述其基本性質(zhì)和譜特征的數(shù)值計(jì)算方法，以及在幾個(gè)典型非線性系統(tǒng)中的應(yīng)用。
“基于統(tǒng)計(jì)復(fù)雜性的厄爾尼諾的預(yù)測(cè)”講座：地球氣候系統(tǒng)是一個(gè)高度復(fù)雜并不斷演化的自適應(yīng)系統(tǒng)，由大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈（陸面）、生物圈，及各子系統(tǒng)內(nèi)部和外部之間的相互關(guān)聯(lián)組成。由于氣候系統(tǒng)本身的復(fù)雜結(jié)構(gòu)及眾多非線性相互作用，人們對(duì)這些氣候現(xiàn)象和災(zāi)難的理解以及預(yù)測(cè)仍然困難重重，這是科學(xué)界和公共政策決策者極為關(guān)注的課題。厄爾尼諾現(xiàn)象是年際尺度上最具全球影響力的氣候現(xiàn)象之一，厄爾尼諾的預(yù)測(cè)一直以來都是科學(xué)界一大難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題，針對(duì)該問題，開發(fā)了一套新的計(jì)算系統(tǒng)復(fù)雜度的方法——系統(tǒng)樣本熵（System Sample Entropy），并將該方法成功地用于氣候系統(tǒng)，在“春季預(yù)測(cè)障礙”之前實(shí)現(xiàn)了厄爾尼諾強(qiáng)度的早期準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，顯著提高了厄爾尼諾預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)時(shí)間和預(yù)測(cè)精度；同時(shí)研究工作還揭示了厄爾尼諾現(xiàn)象與赤道中、東太平洋區(qū)域海水溫度同步性存在顯著關(guān)聯(lián)，這為研究厄爾尼諾現(xiàn)象提供了新的物理機(jī)制；相較于現(xiàn)有的傳統(tǒng)氣候模式，系統(tǒng)樣本熵的方法預(yù)測(cè)厄爾尼諾運(yùn)算過程更加簡(jiǎn)捷，適用范圍更加廣泛。
“臨界邊界——從生態(tài)系統(tǒng)到復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)”講座：復(fù)雜系統(tǒng)的臨界性一直是系統(tǒng)科學(xué)的最關(guān)鍵問題之一。從自然界的共生網(wǎng)絡(luò)，到經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，再到具有反饋性質(zhì)的其他復(fù)雜系統(tǒng)，研究工作從理論上嚴(yán)格證明了一大類具有共生性質(zhì)的復(fù)雜系統(tǒng)的臨界點(diǎn)，可以用一維參量來標(biāo)定，并且其臨界區(qū)間上下界分別是相互作用矩陣的最大本征值，及其最大k核。