系统突然提示:新见解对难以预测的过渡

自然界和社会上的许多系统都可以突然改变其特性:水在32°F时在正常压力下冻结,当中央变电站失败时,电网倒塌,或者社会在重大事件后分裂为相反的派系。所有这些过程都是所谓的相变的示例,即系统突然转移到新状态的点。

来源:英国物理学家网首页
左:从完全磁化状态(| M | = 1)开始的典型变化的典型轨迹,就在临界温度𝑇𝑐上方。最初,在系统稳定在与𝑚≈0的平衡之前稳定之前,发生了较小的波动。不同类型的显微镜变化是颜色编码的:添加分子(红色),去除分子(绿色),翻转旋转(黄色),然后翻转旋转(紫色)。右:交互网络的演变。由于平均连通性高(𝑘= 50),大多数变化涉及添加或去除分子,逐渐将网络从非常密集的状态(a)转变为稀疏的最终状态(d)。在最终状态下,大多数颗粒形成分子(红色),宏观磁化消失。学分:复杂性科学集线器

自然界和社会上的许多系统都可以突然改变其特性:水在32°F时在正常压力下冻结,当中央变电站失败时,电网倒塌,或者社会在重大事件后分裂为相反的派系。所有这些过程都是所谓的相变的示例,即系统突然转移到新状态的点。

“通常,我们可以很容易地预测这些过渡。我们知道在温度水冻结的情况下。但是有时候,很难预见到何时以及如何发生这些变化。

研究 自然通讯

隐藏的微观变化

到目前为止,一种特定类别的过渡(称为混合顺序过渡)很少受到关注,而且很难预测。

“在这种类型的过渡中,宏观变化是由一系列微观变化触发的,这些变化不容易被检测到,” CSH的作者Stefan Thurner解释说。一旦累积了足够的小变化,系统就会容易发生进一步的变化,而看似微不足道的事件可能会突然触发重大的转换。

关键点