学院邀请纽约州立大学石溪分校化学和物理及天文系汪劲教授在科技楼B604会议室做了题目为：复杂系统的动力学原理探索的报告。讲座由系统科学学院陈晓松教授主持，现场有王大辉、陈清华、樊瑛、王有贵、张江、樊京芳等多位系统科学学院教授和学生参与了讨论。

主讲人汪劲，吉林大学物理系学士，伊利诺斯大学天体物理博士，伊利诺斯大学化学和生物物理博士后。曾任花旗银行全球战略分析部资深分析师及副总裁。现任纽约州立大学石溪分校（石溪大学）化学和物理及天文系教授。欧洲科学院院士，美国科学促进学会会士，美国物理学会会士。主要研究方向：生物物理和非平衡统计物理。建立了势和流的景观理论并广泛应用于各类生物及复杂系统。提出了量化特异性的概念和方法并应用于药物设计。发表研究论文360余篇，论文引用11700多次。

非平衡过程存在于现实系统的方方面面，但是对非平衡系统的研究确实十分匮乏。汪劲教授团队通过在确定性的随机过程中引入了非平衡势能和旋度流，提出了一种新的处理非平衡系统的理论框架－能量景观理论（Landscape Theory）。能量景观理论在揭示光合作用、细胞调节网络、细胞运动和组织、胚胎发育和癌症、神经网络动力学、神经网络动力学和生物化学中高效能量传输的基本原理方面取得了重大进展。通过实际案例讲解，汪教授很好地演示了如何通过景观理论解释细胞的分裂、分化以及生物进化等复杂过程。

汪劲教授从牛顿第二定理出发，描述了传统处理非平衡复杂系统，特别是生物系统所采用的：寻找不动点，分析不动点稳定性的方法，并指出这种方法往往忽视了不动点之间的关系。由此出发，汪劲教授通过将系统的驱动力分为满足细致平衡条件的梯度力和不满足平衡条件的旋度力两部分，其中梯度力由复杂系统景观决定而旋度力由复杂系统的非平衡度确定。由这样一个新的分析角度，我们可以发现梯度力的作用是使得系统趋于稳定点，而旋度力则驱动和稳定极限环震荡但同时会造成点吸引子的不稳定。并且旋度力还可以驱使非平衡相变和分叉的发生。

之后，汪教授以细胞分裂、细胞分化和生物进化这三个复杂的生物过程为例，讲述了景观图像理论在其中的成功应用。

作者：刘腾

编辑：兰松

审核：王大辉