講座編號：jz-yjsb-2021-y046
講座題目：系統科學學科建設系列專家講座：走進北京郵電大學系統科學學科
主 講 人：蘭岳恒 教授、博導 北京郵電大學理學院
孟 君 特聘研究員 北京郵電大學理學院
孔宜修 特聘副研究員 北京郵電大學理學院
講座時間：2021年10月30日（星期六）上午09:00
講座地點：騰訊會議，會議ID：130 144 303
參加對象：系統科學研究院、人工智能學院全體教師和研究生
主辦單位：系統科學研究院、人工智能學院、研究生院
主講人簡介：
蘭岳恒，北京郵電大學教授，博士生導師，2004年獲美國佐治亞理工學院物理學博士學位，先后在美國北卡大學教堂山分校和加州大學桑塔芭芭拉分校從事系統生物學相關的博士后研究工作。中國著名期刊《科學通報》編委會委員，國際期刊《Physics-Open》編輯。目前主要從事非線性動力學、復雜系統、統計物理等方面的研究工作。承擔并圓滿完成多項國家自然科學基金等科研項目。在國際期刊發表學術論文70余篇，其中包括PRL, PNAS, Nature子刊等頂級刊物論文多篇。在國際會議上做特邀報告多次。
孟君，北京郵電大學理學院，特聘研究員。2014年博士畢業于中國科學院理論物理研究所，之后先后在中國科學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，主要研究方向為系統科學、氣候系統、復雜網絡、統計物理、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等期刊發表論文15篇。
孔宜修，瑞士弗里堡大學博士，現任北京郵電大學理學院特聘副研究員，專業領域是系統科學、數據科學、統計物理的交叉科學方向。參與歐盟及瑞士基金項目三項，目前已發表包括Physics Reports，Journal of informatrics等期刊在內的十余篇論文。
主講內容：
“Koopman分析在非線性動力學中的應用”講座：怎樣從時序數據獲取非線性系統的動力學特征？怎樣確定系統運動的重要模式？怎樣建立表達系統特征的簡化模型？這些都是復雜系統研究的基本問題，需要有一套系統的分析方法。Koopman算符理論直接從可觀測量出發，考察定義在狀態空間中相關函數的演化，從而將一個非線性問題轉化為無窮維函數空間中的線性問題。所以，只需要選擇合適的函數空間，就可以用一個高維的線性問題來近似原有的非線性問題，并保持相關的低頻時空特征不變。目前這一理論被用于各種模型和數據的分析，產生了一批有重要意義的結果。報告將從Koopman算符的定義出發，講述其基本性質和譜特征的數值計算方法，以及在幾個典型非線性系統中的應用。
“基于統計復雜性的厄爾尼諾的預測”講座：地球氣候系統是一個高度復雜并不斷演化的自適應系統，由大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈（陸面）、生物圈，及各子系統內部和外部之間的相互關聯組成。由于氣候系統本身的復雜結構及眾多非線性相互作用，人們對這些氣候現象和災難的理解以及預測仍然困難重重，這是科學界和公共政策決策者極為關注的課題。厄爾尼諾現象是年際尺度上最具全球影響力的氣候現象之一，厄爾尼諾的預測一直以來都是科學界一大難點和熱點問題，針對該問題，開發了一套新的計算系統復雜度的方法——系統樣本熵（System Sample Entropy），并將該方法成功地用于氣候系統，在“春季預測障礙”之前實現了厄爾尼諾強度的早期準確預測，顯著提高了厄爾尼諾預測的預測時間和預測精度；同時研究工作還揭示了厄爾尼諾現象與赤道中、東太平洋區域海水溫度同步性存在顯著關聯，這為研究厄爾尼諾現象提供了新的物理機制；相較于現有的傳統氣候模式，系統樣本熵的方法預測厄爾尼諾運算過程更加簡捷，適用范圍更加廣泛。
“臨界邊界——從生態系統到復雜網絡”講座：復雜系統的臨界性一直是系統科學的最關鍵問題之一。從自然界的共生網絡，到經濟系統，再到具有反饋性質的其他復雜系統，研究工作從理論上嚴格證明了一大類具有共生性質的復雜系統的臨界點，可以用一維參量來標定，并且其臨界區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。