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一种突触可塑性导致的觉醒-睡眠周期中突触强度变化和神经动力学转变
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作者 李瑞 徐邦林 +3 位作者 周建芳 姜恩华 汪秉宏 袁五届 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第24期312-321,共10页
实验发现,在觉醒时学习导致了突触强度的净增强,并伴随着神经元从强直性发放向阵发性发放的转变;在睡眠时突触强度净减弱到基准值,并且神经元的阵发性发放重新转变为强直性发放.本文提出了一种突触可塑性模型,并在由Hindmarsh-Rose神经... 实验发现,在觉醒时学习导致了突触强度的净增强,并伴随着神经元从强直性发放向阵发性发放的转变;在睡眠时突触强度净减弱到基准值,并且神经元的阵发性发放重新转变为强直性发放.本文提出了一种突触可塑性模型,并在由Hindmarsh-Rose神经元组成的神经网络中,实现了觉醒-睡眠周期中这种突触强度的变化和神经元发放动力学的转变.通过数值模拟和理论分析进一步发现,神经网络的平均突触权值在长时间的觉醒或睡眠后可以达到一个稳定值,该稳定值取决于模型中一些特定参数的比值.特别地,当平均突触权值达到稳定值时,突触权值的分布呈现出稳定的真实神经系统中观察到的对数正态分布,并且这种分布的波动性与突触可塑性模型中噪声的波动性呈正相关.本文提出的突触可塑性模型及其动力学的研究结果可为觉醒-睡眠周期中突触可塑性及其神经元发放的生理机制研究提供理论参考,并在睡眠障碍治疗或干预措施的开发中具有潜在的应用价值. 展开更多
关键词 神经网络 突触可塑性 神经动力学 同步
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当前复杂系统研究的几个方向 被引量:32
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作者 汪秉宏 周涛 +6 位作者 王文旭 杨会杰 刘建国 赵明 殷传洋 韩筱璞 谢彦波 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 2008年第4期21-28,共8页
复杂系统与复杂性科学被誉为21世纪的科学,是吸引跨学科广泛注意的新型交叉科学。简要概述了复杂系统研究的几个重要方向,包括网络同步、网络交通流、新一代信息网络的结构和动力学、演化合作博弈、生物网络复杂性、人类动力学和信息物... 复杂系统与复杂性科学被誉为21世纪的科学,是吸引跨学科广泛注意的新型交叉科学。简要概述了复杂系统研究的几个重要方向,包括网络同步、网络交通流、新一代信息网络的结构和动力学、演化合作博弈、生物网络复杂性、人类动力学和信息物理学。 展开更多
关键词 复杂系统 复杂性科学 复杂网络 人类动力学 信息物理学
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人类行为、复杂网络及信息挖掘的统计物理研究 被引量:20
3
作者 汪秉宏 周涛 周昌松 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第2期103-117,共15页
通过实证统计与理论模型分析相结合对复杂系统进行研究是一种全新的认识和探索.建议从人类行为的统计特性、复杂网络同步与复杂神经网络、信息挖掘与复杂网络链路预测3个方面,基于大量的实证统计和分析,结合有效的动力学模型,针对人类... 通过实证统计与理论模型分析相结合对复杂系统进行研究是一种全新的认识和探索.建议从人类行为的统计特性、复杂网络同步与复杂神经网络、信息挖掘与复杂网络链路预测3个方面,基于大量的实证统计和分析,结合有效的动力学模型,针对人类自身行为的规律特性、社会个体之间的相互作用、神经系统的动力学演化、信息的有效推荐和网络演化的有效预测等重要问题,运用统计物理理论进行全方位的探索,深入挖掘各种决定复杂系统演化过程的基本机制与规律. 展开更多
关键词 人类行为动力学 复杂网络 信息物理
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交通流中的自组织临界性研究 被引量:4
4
作者 汪秉宏 毛丹 +1 位作者 王雷 许伯铭 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2002年第1期45-51,共7页
交通流元胞自动机模型呈现出显著的车流自组织临界性及从自由运动相到堵塞相的相变行为 .由于交通流模型中车辆之间的复杂耦合相互作用所引起的高阶时空关联 ,采用传统的考察局域格点车辆占据状态的动力学演化方法 ,尚未有任何国内外学... 交通流元胞自动机模型呈现出显著的车流自组织临界性及从自由运动相到堵塞相的相变行为 .由于交通流模型中车辆之间的复杂耦合相互作用所引起的高阶时空关联 ,采用传统的考察局域格点车辆占据状态的动力学演化方法 ,尚未有任何国内外学者得到过高速车辆的一维和二维交通流模型的相变基本图的精确解析描述 .作者摒弃传统思路 ,采用以相邻车辆距离为变量的全局动力学演化考察方法 ,通过完全严格的逻辑推理及统计力学细致平衡条件的运用 ,首次给出了允许高速车随机减速的一维交通流 Fukui-Ishibashi元胞自动机模型相变基本图曲线的解析平均场方程 ,所得结果与模型的直接数值模拟可以精确地吻合 .基于交通流中实际车辆的加速及延迟行为 ,进一步提出两种新的一维交通流元胞自动机模型——限制加速模型和追尾车随机减速模型 .应用考察车距动力学演化的方法 ,仍然能够得到两个新模型相变基本图的精确解析平均场方程 .这些精确解析结果的获得既对于交通流复杂系统的自组织临界性和相变行为提供了基本的物理理解 ,又对于高速公路实际交通运输的信息管理和控制具有指导意义 . 展开更多
关键词 交通流 元胞自动机模型 自组织临界性 阻塞相变 基本图 平均场论 交通信息管理系统
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地震的多重分形统计特征研究 被引量:6
5
作者 汪秉宏 李东升 张军 《地球科学进展》 CAS CSCD 1997年第6期535-540,共6页
讨论了地震分布的多重分形统计特征。研究了地震多重分形性质的计算方法及其应用于地震预报的可能性。采用推广Grassberger-Procaccia(G-P)算法从典型震区的地震数据计算地震多重分形分布的广义维数谱以确立... 讨论了地震分布的多重分形统计特征。研究了地震多重分形性质的计算方法及其应用于地震预报的可能性。采用推广Grassberger-Procaccia(G-P)算法从典型震区的地震数据计算地震多重分形分布的广义维数谱以确立较敏感的强震前兆,讨论了该算法的精度、数据量要求及适用范围。研究结果表明,地震分布的多重分形维数谱对于一些典型震区的强震发生具有中期预报价值。 展开更多
关键词 地震 多重分析 统计特征 地震预报
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福井-石桥交通流模型高密度区平均场方程 被引量:3
6
作者 汪秉宏 王雷 +1 位作者 许伯铭 胡斑比 《应用科学学报》 CAS CSCD 1999年第2期142-147,共6页
对于一维交通流的含高速运动车(Vmax=M>1)并可随机延迟的福井石桥元胞自动机模型,从车头间距的观点进行了研究,给出了车头间距随时间演化的基本方程,定义了长车距和短车距的概念,并分别计算了它们的出现概率.在高密度(... 对于一维交通流的含高速运动车(Vmax=M>1)并可随机延迟的福井石桥元胞自动机模型,从车头间距的观点进行了研究,给出了车头间距随时间演化的基本方程,定义了长车距和短车距的概念,并分别计算了它们的出现概率.在高密度(ρ≥1/M)条件下证明了长车距的长度将缩短,任何初态都将演化到所有车头间距皆为短车距的稳定态,从而严格地证明了对于有随机延迟的一般福井石桥交通流模型。 展开更多
关键词 交通流 元胞自动机 平均场方程 高速公路
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推荐系统、信息挖掘及基于互联网的信息物理研究 被引量:5
7
作者 汪秉宏 周涛 刘建国 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 2010年第2期46-49,共4页
介绍由中国科学技术大学统计物理复杂系统研究组、上海理工大学复杂系统科学研究中心、电子科技大学互联网研究中心和瑞士弗里堡大学物理系所组成的研究团队在国家自然科学基金项目:基于复杂网络的复杂系统动力学及统计行为的研究;动态... 介绍由中国科学技术大学统计物理复杂系统研究组、上海理工大学复杂系统科学研究中心、电子科技大学互联网研究中心和瑞士弗里堡大学物理系所组成的研究团队在国家自然科学基金项目:基于复杂网络的复杂系统动力学及统计行为的研究;动态评价网络的统计分析与信息挖掘;人类行为的动力学和统计力学研究及重大研究计划支持下所完成的关于推荐系统、信息挖掘及基于互联网的信息物理研究方面的工作和研究进展。 展开更多
关键词 推荐系统 信息挖掘 基于互联网的信息物理
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随机延迟高速车交通流模型的精确平均场论 被引量:3
8
作者 汪秉宏 王雷 许伯铭 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2000年第4期1-7,共7页
对于含高速运动车的福井石桥一维交通流决定论性模型和随机延迟模型 ,采用考察相邻车辆间距随时间演化的分析方法 ,导出了两种模型的基本图曲线的解析平均场方程 ,与数值模拟结果完全吻合 .
关键词 交通流 元胞自动机模型 随机延迟模型 平均场论
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地震分布多重分形特征的中期预报意义探讨 被引量:2
9
作者 汪秉宏 郑兆苾 +1 位作者 李东升 张军 《地震学刊》 CSCD 1998年第1期9-18,共10页
讨论了地球岩石圈的自组织临界状态和地震发生的非局域性与多重标度分形统计特征。研究了地震多重分形性质的计算方法及其应用于地震预报的前景。采用推广GP算法从典型震区的地震数据计算地震多重分形分布的广义维数谱和奇异性谱以确... 讨论了地球岩石圈的自组织临界状态和地震发生的非局域性与多重标度分形统计特征。研究了地震多重分形性质的计算方法及其应用于地震预报的前景。采用推广GP算法从典型震区的地震数据计算地震多重分形分布的广义维数谱和奇异性谱以确立较敏感的强震前兆,对于不同算法进行了精度、数据量要求及适用范围的比较。研究结果表明:地震分布的多重分形维数谱和奇异性谱对于一些典型震区的强震发生具有中期预报价值。 展开更多
关键词 地震空区 地震预报 中期预报 地震分布 多重分形
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逐步加速交通流模型的渐近稳态行为 被引量:1
10
作者 汪秉宏 王雷 陈龙康 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS 1999年第2期36-41,共6页
提出一种新的一维交通流元胞自动机模型,该模型采用NS模型中的车辆逐步有限加速方式和FI模型中的仅最大速车辆可随机慢化的方式.证明了新模型的基本图平均场方程,即渐近稳态中车辆平均速度<V(t→∞)>与车辆密度ρ之间的函数关系... 提出一种新的一维交通流元胞自动机模型,该模型采用NS模型中的车辆逐步有限加速方式和FI模型中的仅最大速车辆可随机慢化的方式.证明了新模型的基本图平均场方程,即渐近稳态中车辆平均速度<V(t→∞)>与车辆密度ρ之间的函数关系,与一般FI模型完全相同.这说明:在车辆随机延迟方式确定后,交通流渐迈德态的行为并不依赖于车辆的加速方式.不管是逐步有限加速方式(如NS模型),还是在同一个时步内从零直接增加到速限或前方间距所允许的最大速度的突然加速方式(如FI模型),车辆之间的自组织相互作用将产生完全相同的渐近稳态行为. 展开更多
关键词 交通流 元胞自动机模型 渐近稳态 平均场方程
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价格的统计分析 被引量:4
11
作者 汪秉宏 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2002年第1期19-26,共8页
评述近年来运用物理学观点对于经济动力学方面的探索 ,介绍物理学家应用统计物理方法对于金融价格的经验统计规律性和价格涨落的随机过程模型的研究 。
关键词 金融市场 价格涨落 经验统计规律 标度 分形 随机过程模型 ARCH型模型 统计物理方法
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交通流研究最近进展概述 被引量:5
12
作者 汪秉宏 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 2010年第4期65-73,共9页
介绍中国科技大学复杂系统研究组完成的关于城市交通与交通网络复杂系统的一些研究工作。概述了中科大项目组在交通流问题的4个研究方向所取得的进展,分别是:交通网络的输运和堵塞演化研究;城市交通系统的拓扑与瓶颈结构及堵塞相变;新... 介绍中国科技大学复杂系统研究组完成的关于城市交通与交通网络复杂系统的一些研究工作。概述了中科大项目组在交通流问题的4个研究方向所取得的进展,分别是:交通网络的输运和堵塞演化研究;城市交通系统的拓扑与瓶颈结构及堵塞相变;新一代智能车辆应用于多通道选择的各种预测反馈策略的提出和三相交通流理论研究及新的交通流模型的提出。 展开更多
关键词 大城市交通拥堵瓶颈问题 智能车辆的预测反馈策略 三相交通流理论 交通网络的输运优化 交通流模型
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人类的迁徙行为与社群合作之演化 被引量:1
13
作者 汪秉宏 杨涵新 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2011年第1期24-29,88,共7页
通过空间结构(规则格子、连续平面和复杂网络)框架中的空间演化博弈研究,揭示无偏向的迁徙行为对于合作究竟起何作用.研究发现:迁移对于合作起一种普遍的作用,无论其空间结构如何.如果迁徙得太快,合作者将由于无法形成抵抗背叛者攻击的... 通过空间结构(规则格子、连续平面和复杂网络)框架中的空间演化博弈研究,揭示无偏向的迁徙行为对于合作究竟起何作用.研究发现:迁移对于合作起一种普遍的作用,无论其空间结构如何.如果迁徙得太快,合作者将由于无法形成抵抗背叛者攻击的合作者簇团而难于生存.但若迁徙得慢一些,则与无迁徙静态的空间博弈比较,合作将显著强化,这是由于合作者沿着合作者簇团边界的随时加入积累而使得合作者簇团边界趋于硬厚坚固.在迁徙速度适中的情况下,合作者簇团之边界变得比无迁徙静态情况下更为牢固,边界附近的背叛者可以被合作者吸收同化,从而使合作者簇团膨胀,这又使得合作更加方便.同时还特别研究了引入满意度控制的迁徙对于合作演化所起的作用,用广泛的模拟加启发式的解释来证实迁徙所起的普遍性的作用. 展开更多
关键词 演化博弈 合作 迁徙
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复杂适应系统中人群分布相变的统计力学分析 被引量:1
14
作者 汪秉宏 陈侃 苑宝生 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 2004年第4期36-44,共9页
在引入奖惩比参数R的进化争当少数者博弈模型中,经纪人按策略基因值p的分布从自分离为两个极端人群的相转变为中庸人群峰化相的相变,在R<1的情况下是普遍存在的。这一相变不仅依赖于奖惩比R,还依赖于参与博弈的总人数N,和使经纪人破... 在引入奖惩比参数R的进化争当少数者博弈模型中,经纪人按策略基因值p的分布从自分离为两个极端人群的相转变为中庸人群峰化相的相变,在R<1的情况下是普遍存在的。这一相变不仅依赖于奖惩比R,还依赖于参与博弈的总人数N,和使经纪人破产更新的最低积累财富阈值d的设定。提出一个仅有 3个基因p值(仅取p=0, 1/2, 1)的EMG模型,其判断胜负和经纪人记分的规则完全相同于通常的争当少数者博弈模型。发现:简单的只有 3个策略基因p值的EMG模型所揭示的临界经纪人总数Nc所遵从的规律居然很好地适用于连续p的EMG模型的相变。给出一个统计力学理论,对于人群分布相变点计算公式给出完全的解释。 展开更多
关键词 复杂适应系统 争当少数者博弈模型 人群分布相变 统计力学中的绝热近似法
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混沌吸引子的普适转变 被引量:1
15
作者 汪秉宏 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1993年第1期79-85,共7页
二维动力学映射混沌吸引子的片结构将随耗散性的减弱以普适的方式截断,最终趋于哈密顿极限。不稳定不变流形的异宿相交可以解释混沌吸引子片结构的突变行为,突变点具有普适的标度,哈密顿映射对于耗散方向的重正化理论可以给出这一普适... 二维动力学映射混沌吸引子的片结构将随耗散性的减弱以普适的方式截断,最终趋于哈密顿极限。不稳定不变流形的异宿相交可以解释混沌吸引子片结构的突变行为,突变点具有普适的标度,哈密顿映射对于耗散方向的重正化理论可以给出这一普适标度。 展开更多
关键词 哈密顿浑沌 普适标度 浑沌吸引力
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混合少数者博弈模型中的模仿效应研究 被引量:1
16
作者 汪秉宏 许伯铭 《非线性动力学学报》 2001年第4期328-334,共7页
我们研究了混合记忆经纪人争当少数者博弈模型中的模仿效应。我们将模仿引入混合少数者博弈模型,经纪人可以模仿邻近的更成功的经纪人,采用其最佳邻居的策略来作为自己的决策,模拟结果表明当单一社群经纪人处于拥挤区域时,模拟的引... 我们研究了混合记忆经纪人争当少数者博弈模型中的模仿效应。我们将模仿引入混合少数者博弈模型,经纪人可以模仿邻近的更成功的经纪人,采用其最佳邻居的策略来作为自己的决策,模拟结果表明当单一社群经纪人处于拥挤区域时,模拟的引入可以明显改善经纪人之间的合作行为。 展开更多
关键词 争当少数者博弈模型 混合社群 非线性动力学系统 模仿效应 经纪人 合作行为
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与动力学不可微点集碰撞引起的激变
17
作者 汪秉宏 何大韧 +3 位作者 纪西萍 孙建刚 关山 曲世显 《自然杂志》 1995年第6期358-359,共2页
一个实际的电子张弛振子系统呈现“累积、触发”型的动力学行为.作为这种模型的简化,我们考虑在一个方波调制上阈值和一个恒定下阈值之间的张弛振荡,其动力学行为可用如下逐段线性映射描述: X_(n+1)=F_i(X_n)=b_1 i=1,2,3其中:
关键词 不可微点集 激变 尖点 动力学 混沌 吸引子
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电磁波驻波中粒子定态分岔参数的解析确定
18
作者 汪秉宏 沈惠川 《自然杂志》 1991年第2期153-154,共2页
等离子体电磁波驻波中电子和离子的非线性运动可以引起等离子体的随机加热,其中一个令人感兴趣的问题是荷电粒子在等离子体电磁驻波中的运动定态在什么条件下失稳。
关键词 定态 荷电粒子 驻波场 哈密顿量 非线性运动 洛伦兹变换 静止质量 倍周期分岔 不动点 矢势
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带电粒子在电磁波驻波中的随机运动
19
作者 汪秉宏 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1990年第3期291-297,共7页
对带电粒子在电磁波驻波中的运动作为一个不可积哈密顿体系的动力学问题进行了研究.在庞加勒映射截面上考察了稳定周期岛、KAM 环及混沌区随驻波场强的变化.对不同场强下随机轨道的李雅普诺夫指数和柯尔莫哥罗夫熵进行了数值计算.应用... 对带电粒子在电磁波驻波中的运动作为一个不可积哈密顿体系的动力学问题进行了研究.在庞加勒映射截面上考察了稳定周期岛、KAM 环及混沌区随驻波场强的变化.对不同场强下随机轨道的李雅普诺夫指数和柯尔莫哥罗夫熵进行了数值计算.应用哈密顿变分原理对表征定态的不动点岛被混沌海淹没的临界参数进行了解析确定. 展开更多
关键词 带电粒子 电磁波 随机运动 驻波
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De Vogelaere映射线性Jacobi矩阵的图形表示
20
作者 汪秉宏 刘伍明 兰马群 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第4期52-58,共7页
对于可逆的二维保面积De Vogelaere映射,本文给出了n次迭代的线性Jacobi矩阵元的图形表示及其数学证明。
关键词 DV映射 线性 JACOBI矩阵 运动轨道
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