「完美」系统反而更脆弱?无序有时带来稳定性

完美未必是稳定性的最佳配方,尤其是在电网、生态系统与先进材料这类复杂系统中。多年来,研究者往往基于一个假设工作:当一个网络的各个组成部分行为尽可能一致时,它的表现应该更可靠。但真实系统很少如此整齐。发电机的运行方式彼此不同,神经元在形态与行为上存在差异,物种在生态系统中占据不同角色,工程材料内部的组分也并非总是一模一样。美国西北大学的物理学家如今提出,这些差异有时可能是优势,而不是缺陷。在一项新研究中,他们构建了一套数学框架,用来判断「变异」(科学上常称为无序)何时会让网络变得更稳定。研究结果提示,许多物理、工程与生物系统,在组分或组分之间的连接不完全相同时,反而能变得更有韧性。这一发现挑战了「整齐划一总是目标」的观念。反过来看,它也给工程实践提供了新思路:与其一味追求零件一致性,不如有意识地引入受控的差异,从而设计出更耐用的电网、结构化材料以及其他互连技术。这项工作还可能解释为什么不规则性在自然系统中如此普遍——包括神经、生物......阅读全文

「完美」系统反而更脆弱?无序有时带来稳定性

完美未必是稳定性的最佳配方,尤其是在电网、生态系统与先进材料这类复杂系统中。多年来,研究者往往基于一个假设工作:当一个网络的各个组成部分行为尽可能一致时,它的表现应该更可靠。但真实系统很少如此整齐。发电机的运行方式彼此不同,神经元在形态与行为上存在差异,物种在生态系统中占据不同角色,工程材料内部的组

“罗盘”复杂网络计算平台完成计算任务超1000个

中新网合肥7月15日电(张俊宁珊伊浩涵)记者15日从合肥综合性国家科学中心数据空间研究院(以下简称“数空院”)获悉,“罗盘”复杂网络计算平台自发布以来,已吸引近千名科研人员注册使用,累计完成超过1000个计算任务。“罗盘”复杂网络计算平台是由数空院首席科学家吕琳媛教授团队研发的零成本科研创新平台。该

Cancer-cell揭示肿瘤复杂的遗传异质性

  来自Broad研究所的研究人员发现,在多发性骨髓瘤患者的肿瘤中存在着具有不同突变的癌细胞群。这一研究发现有可能在未来影响多发性骨髓瘤患者的治疗。相关论文发表在1月13日的《癌细胞》(Cancer Cell)杂志上。这项迄今为止最全面的多发性骨髓瘤遗传研究,揭示出这种疾病的遗传景观有可能比以前

Science新文章:解析肿瘤的复杂异质性

  来自Broad研究所和麻省总医院(MGH)的科学家们完成了一项开创先河的研究,描绘出了来自患者的胶质母细胞瘤内部的细胞多样性特征。这项研究检测了来自患者肿瘤的单个细胞中成千上万基因的表达,揭示出每个肿瘤的细胞组成比以往预测的更具有异质性。这些在线发表在《科学》(Science)杂志上的研究结果,

微塑料多样性影响微生物网络复杂度和稳定性

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/518290.shtm

李国良:多级次氢键仿生策略人工合成超韧性自修复材料

  近年来,受到大自然生物体启发的人工合成智能自修复材料是国际前沿性课题。当材料被赋予自修复性能后,其使用寿命可显著延长,在航空航天、电子器件、化工新能源材料等领域具有非常重要的意义。通过引入超分子键弱相互作用,例如金属配位键、氢键、主客体作用力等,材料可被赋予动态可逆重构功能,进而实现材料损伤的自

国家电网规划建设“四纵四横”充电网络

  随着国家及地方政府支持政策的逐步落实,电动车跨城际行驶将会普遍。国家电网方面表示会加强与高速相关方合作,适时增加充电位,满足电动车充电需求。  据新华网1月16日消息,到2020年,国家电网规划建设以“四纵四横”(四纵:沈海、京沪、京台、京港澳,四横:青银、连霍、沪蓉、沪昆)为支撑的、覆盖公司经

比较不同材料的柔韧性-实验需要哪些材料

一、实验名称:比较材料的软硬实验目的:1、材料的硬度越大,就越能防止别的物体破坏它的表面。2、用简单测量的方法检验材料的物理性质,通过比较发现材料的不同物理特性。实验材料:木片、纸片、金属和塑料片各两个操作步骤:1、用一根

超均匀无序波导和近红外硅光子学器件

  近日,来自美国和英国的一个联合研究小组的研究人员们推出了超均匀无序平台实现近红外(NIR)光子设备来创建、探测和操纵光。 他们在一个绝缘体上的硅(SOI)平台上建造了这个装置,以演示在一个不受晶体对称性约束的灵活的硅集成电路结构的功能。   科学家们报告了被动器件元件的结果,包括波导和谐振器与传

研究揭示机械超材料与光互动进行复杂计算机理

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/497859.shtm

复杂神经元网络或可为复杂系统建模带来曙光

   日前,由中国科协主办,中国仿真学会承办的中国科协第121期“新观点新学说学术沙龙”在广西桂林举行,来自中科院自动化所、中科院软件所、国防大学等机构的专家学者近30人参加会议。本次沙龙的主题为“认知仿真:理解和管理复杂系统的终极方法”,领衔科学家为中国仿真学会副理事长、国防大学教授胡晓峰和中科院

量子通信网络保护电网,港媒都惊呆了

 香港《南华早报》网站近日报道称,据参与项目的科学家说,中国在太空建立了一个量子通信网络,以保护其电网不受攻击。报道称,该网络的一部分将福建省的电网与位于北京市的国家应急指挥中心连接起来。在5月份进行的一次演练中,这条超级安全的通信线路使中央政府工作人员能够接管这个沿海省份电网的控制权,这样他们的指

“人地复杂系统临界过程与生态韧性”学术研讨会在南京举办

  7月3日至5日,以“人地复杂系统临界过程与生态韧性”为主题的第二期生态系统健康与可持续发展(EHS)学术研讨会在中国科学院大学南京学院成功举办。会议由Science合作刊物Ecosystem Health and Sustainability(EHS)主办,中国科学院南京土壤研究所、中国科学院南

超快网络流算法问世

的同时最大限度降低传输成本 科技日报北京7月2日电(记者张佳欣)瑞士苏黎世联邦理工学院的研究人员开发了一种超快算法,即网络流算法。该算法成功解决了在网络中实现最大流量的同时最大限度降低传输成本的问题。这种超快计算能力是研究高度复杂、数据丰富、动态且快速变化的网络(例如生物学中的分子网络或大脑网络)的

Nature子刊:指挥癌细胞的复杂信号网络

  最近,美国耶鲁大学和约翰霍普金斯大学带领的一个研究小组,采用先进的技术和一种将工程学和医学合并的方法,编制了关于“指导高侵袭性癌细胞的复杂信号网络”的一些最详细的数据。  耶鲁大学系统生物学家和生物医学工程师、耶鲁大学系统生物学研究所主任Andre Levchenko说:“这是一组非常复杂的相互

一套模型搞定多种复杂网络系统演变

大爆炸之后的宇宙是如何形成的?生命或者物种是如何起源与进化的?脑网络是如何通过突出可塑性进行演化而形成智能的?社会团体又是如何在历史演化与变迁中呈现出今天的样子?这些复杂的进化问题或将找到答案。近日,南方科技大学统计与数据科学系副教授胡延庆课题组依靠一种机器学习方法,能够高精确度地重构可网络化复杂系

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公立医院负债总额超万亿元,国家明确要求严禁无序扩张

目前一半以上医院都存在不同程度的负债问题,造成负债的原因是多方面的,而公立医院的无序盲目扩张方式,正是导致公立医院负债压力居高不下的主要原因之一。全面推动高质量发展愈加紧迫,医院运营必须加快改革步伐实现‘降本增效’。”12月26日,国家卫生健康委卫生发展研究中心研究员郝晓宁表示。  12月25日,财

新纳米纤维材料兼具高强度和高韧性

  据最新一期《科学·材料》杂志报道,美国麻省理工学院开发出一种被称为凝胶静电纺丝的超细纤维生产新工艺,由此制得的纳米尺度的纤维具有超常的强度和韧性,或可成为防护装甲和纳米复合材料的新选择。  麻省理工学院化学工程系教授格里高利·拉特利奇表示,材料科学讲究平衡。通常情况下,研究人员在提高材料的某一特

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1+1=10-新材料韧性和弹性强强组合

科技日报北京2月22日电(记者张梦然)据最新一期《自然·材料》报道,美国研究人员已经创造出一种可拉伸且非常坚韧的新材料。新材料属于更广泛的离子凝胶类别,离子凝胶是一种聚合物网络,含有在室温下呈液态的盐,这些盐被称为离子液体。北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程教授迈克尔·迪基及其合作者制造出了接近7

电监会:电网投资逐渐递增-供电可靠率已超99%

  电监会昨日发布《2012年供电监管报告》,首次对我国主要供电企业电网投资情况进行分析。据透露国家电网公司、南方电网公司和主要地方供电企业配电网投资总体呈现逐年递增态势,而且已持续多年超过输电网,全国供电可靠率达到99.948%。   电监会数据显示,国家电网公司配电网投资均逐年递增,高于输电网

新型环氧薄膜可用于高性能聚合物薄膜电容器设计

西安建筑科技大学机电工程学院王争东副教授通过引入刚性苯基和柔性醚化亚甲基侧链,制备了一种综合性能优异的新型环氧薄膜,为高性能聚合物薄膜电容器的材料设计提供了思路。近日该研究成果发表在《材料科学与技术》上。聚合物电介质具有高功率密度、低成本、加工性强等优点,被广泛用于智能电网大功率快速调节和电动汽车交

复杂性类脑网络构建方面获得新进展

构建更加通用的人工智能,让模型具有更加广泛和通用的认知能力,是当前人工智能领域发展的重要目标。目前流行的大模型路径是基于尺度定律去构建更大、更深和更宽的神经网络,但这一路径面临着计算资源及能源消耗难以为继、可解释性不足等问题。8月16日,北京大学深圳研究生院教授田永鸿团队联合中国科学院自动化研究所研

新型超分子弹性体引领强度与韧性的完美平衡

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/1/515895.shtm在工程聚合物材料领域,强度与韧性的平衡一直是科研人员追求的目标。近日,中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研究发展中心聚合物自润滑复合材料课题组成功研发了一种具有高拉伸强度、

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在工程聚合物材料领域,强度与韧性的平衡一直是科研人员追求的目标。近日,中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研究发展中心聚合物自润滑复合材料课题组成功研发了一种具有高拉伸强度、非凡韧性、抗撕裂、抗疲劳、出色的弹性恢复能力和形状记忆特性的新型超分子弹性体。相关论文发表于《先进材料》。据了解,这

瓜分数十亿美元!特斯拉将开放美国部分超级充电网络

据媒体报道,全球电动汽车龙头特斯拉正在争取拜登政府的资金支持,以建设更多的电动汽车充电站,并准备向其它品牌电动汽车开放其部分美国超级充电网络。拜登政府已经设定了雄心勃勃的目标,即到2030年,电动汽车占新车销量的50%,这也使得建设电动车充电基础设施成为重中之重。美国联邦和州政府未来几年将在这方面投

海洋能摩擦纳米发电网络的能量管理研究获进展

  伴随人类社会的发展,能源始终是关键和重要的话题,它是人类生产、生活中不可或缺的物质基础。近年来,由化石燃料燃烧所导致的气候恶化和能源危机引起了世界范围内的关注。因此,当前急需寻找其他可再生的清洁能源。海洋波浪能储量丰富,且几乎不依赖于环境条件,是一种有望大规模应用的可再生能源。然而由于缺乏有效且

新能源车企着力破解发展难题:续驶里程-充电网络

  今年以来,在强有力的政策扶持下,新能源汽车销量大幅增长,汽车厂商和相关配套企业纷纷调转“船头”扩大产能。业内人士表示,中国新能源汽车产业的最终出路是市场化,自主品牌要实现弯道超车,需要突破续驶里程、充电网络、性价比的问题。  在目前政策补贴较高的情况下,续驶里程和充电网络成为亟需突破的两大难题。

在单原子水平上解密化学有序/无序态同材料性质的关系

  完美的晶体在自然界是不存在的。现实中的材料往往存在缺陷,和化学有序/无序态,例如晶界,位错,界面,表面重构以及点缺陷。这些缺陷严重影响着材料的性质和功能。尽管材料的定量表征方法被快速建立,但精确处理有序/无序排列的三维(3D)原子和晶体缺陷对材料性质的影响仍是一大挑战。与此同时,量子力学计算方法