讲座编号：jz-yjsb-2021-y046

讲座题目：系统科学学科建设系列专家讲座：走进北京邮电大学系统科学学科

主 讲 人：兰岳恒  教授、博导   北京邮电大学理学院

      孟 君  特聘研究员    北京邮电大学理学院

     孔宜修  特聘副研究员  北京邮电大学理学院

讲座时间：2021年10月30日（星期六）上午09:00

讲座地点：腾讯会议，会议ID：130 144 303

参加对象：系统科学研究院、人工智能学院全体教师和研究生

主办单位：系统科学研究院、人工智能学院、研究生院

主讲人简介：

兰岳恒，北京邮电大学教授，博士生导师，2004年获美国佐治亚理工学院物理学博士学位，先后在美国北卡大学教堂山分校和加州大学桑塔芭芭拉分校从事系统生物学相关的博士后研究工作。中国著名期刊《科学通报》编委会委员，国际期刊《Physics-Open》编辑。目前主要从事非线性动力学、复杂系统、统计物理等方面的研究工作。承担并圆满完成多项国家自然科学基金等科研项目。在国际期刊发表学术论文70余篇，其中包括PRL, PNAS, Nature子刊等顶级刊物论文多篇。在国际会议上做特邀报告多次。

孟君，北京邮电大学理学院，特聘研究员。2014年博士毕业于中国科学院理论物理研究所，之后先后在中国科学院物理研究所叶方富研究院课题组（2014-2016）、以色列巴伊兰大学Shlomo Havlin教授课题组（2015-2018）和德国波茨坦气候影响研究所Jürgen Kurths教授课题组（2018-2020）从事博士后研究，主要研究方向为系统科学、气候系统、复杂网络、统计物理、气候变化与极端气候。先后在PNAS, Nat. Phys., Phys. Rep., New J. Phys., Chao, Phys. Rev. D, Phys. Rev. E等期刊发表论文15篇。

孔宜修，瑞士弗里堡大学博士，现任北京邮电大学理学院特聘副研究员，专业领域是系统科学、数据科学、统计物理的交叉科学方向。参与欧盟及瑞士基金项目三项，目前已发表包括Physics Reports，Journal of informatrics等期刊在内的十余篇论文。

主讲内容：

“Koopman分析在非线性动力学中的应用”讲座：怎样从时序数据获取非线性系统的动力学特征？怎样确定系统运动的重要模式？怎样建立表达系统特征的简化模型？这些都是复杂系统研究的基本问题，需要有一套系统的分析方法。Koopman算符理论直接从可观测量出发，考察定义在状态空间中相关函数的演化，从而将一个非线性问题转化为无穷维函数空间中的线性问题。所以，只需要选择合适的函数空间，就可以用一个高维的线性问题来近似原有的非线性问题，并保持相关的低频时空特征不变。目前这一理论被用于各种模型和数据的分析，产生了一批有重要意义的结果。报告将从Koopman算符的定义出发，讲述其基本性质和谱特征的数值计算方法，以及在几个典型非线性系统中的应用。

“基于统计复杂性的厄尔尼诺的预测”讲座：地球气候系统是一个高度复杂并不断演化的自适应系统，由大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈（陆面）、生物圈，及各子系统内部和外部之间的相互关联组成。由于气候系统本身的复杂结构及众多非线性相互作用，人们对这些气候现象和灾难的理解以及预测仍然困难重重，这是科学界和公共政策决策者极为关注的课题。厄尔尼诺现象是年际尺度上最具全球影响力的气候现象之一，厄尔尼诺的预测一直以来都是科学界一大难点和热点问题，针对该问题，开发了一套新的计算系统复杂度的方法——系统样本熵（System Sample Entropy），并将该方法成功地用于气候系统，在“春季预测障碍”之前实现了厄尔尼诺强度的早期准确预测，显著提高了厄尔尼诺预测的预测时间和预测精度；同时研究工作还揭示了厄尔尼诺现象与赤道中、东太平洋区域海水温度同步性存在显著关联，这为研究厄尔尼诺现象提供了新的物理机制；相较于现有的传统气候模式，系统样本熵的方法预测厄尔尼诺运算过程更加简捷，适用范围更加广泛。

“临界边界——从生态系统到复杂网络”讲座：复杂系统的临界性一直是系统科学的最关键问题之一。从自然界的共生网络，到经济系统，再到具有反馈性质的其他复杂系统，研究工作从理论上严格证明了一大类具有共生性质的复杂系统的临界点，可以用一维参量来标定，并且其临界区间上下界分别是相互作用矩阵的最大本征值，及其最大k核。