Clarkson Center for Complex Systems Science (C3S2)

esball国际平台客户端C3S2

在短暂的, 复杂系统科学涉及研究有多少元素产生的行为超出了单独考虑单个元素可能产生的行为. 虽然系统中每个单独组件的行为孤立地支持复杂的动力学, 单个组件相互作用，以支持群体行为和系统动态，远远超出单个组件的可能性.

复杂系统科学是一个快速发展和新兴的领域，本质上是跨学科的. It can be applied to a wide variety of fields including biology; medicine and cognitive science; mechanical, 化学, electrical and civil engineering; physics and astronomy; economics and social sciences. 这些领域的未来研究不仅在于理解给定系统的孤立组件, 而是个体相互作用产生突发群体行为的方式.

In contrast to data mining or big data, 其中主要关注的是理解大型数据集中隐藏的模式或结构, 复杂系统科学试图确定因果关系，揭示存在于大规模系统中的普遍性. Causality and universality are due to peer and hierarchical interactions, patterns and scaling of individual system components. 在脑科学等广泛领域都观察到了普遍性, insect swarming, social science and fluid dynamics.

复杂系统科学进步的关键是数学工具的开发和使用，这些数学工具旨在理解群体行为的结果，而这些结果在单独研究行为个体元素时并不明显. 复杂系统科学的数学工具来自以下领域:

信息动力学-元素的相互作用和元素之间的信息流的研究. 特别令人感兴趣的是产生重要行为结果所需的最小信息.
算法复杂性-相对于信息动力学和演化系统的熵是算法复杂性的概念, Komolgorov complexity and the concept of minimality of description, as a contrast that intricate behavior is often opposite to simplicity of design.
网络上的结构和动态——大量相互作用的部分可以产生从群体相互作用中产生的行为，这些行为并不隐含在任何一个元素中. Consider the collective behaviors and capabilities of an ant swarm, which is clearly not understood in terms of the behaviors of the parts. Considering networks brings in the mathematics of graph theory, 但在理解网络动力学时，远远不止于此，还有复杂性理论.
Criticality and scaling — modelling of random networks, 关键现象对复杂性的影响以及进化动力学的最新方法都是这个领域的一部分. 像这样, 理解从食物网到经济的相互作用都具有普遍性，可以用包括等级相互作用的科学来理解. 正是这种普遍性的特征导致了复杂系统作为跨这些学科的统一领域.
技术细节和工具集-包括动力系统和混沌理论的领域, network theory and graph theory, information theory, thermodynamics and statistical mechanics, cellular automata, information theory, activated processes including glasses, 分形, scaling and renormalization.

愿景 & 任务

愿景

C3S2将因其对复杂科学和系统科学发展的基础性贡献以及这些贡献对各种科学的影响而受到国际认可, engineering and business applications. C3S2将在大学内被认可为进行跨学科合作研究的典范.

任务

C3S2的使命是鼓励和促进综合体领域的研究和教育机会, 非线性, dynamical and adaptive systems. C3S2将促进跨学科研究小组的合作，以解决广泛科学领域的重要问题, 技术和工程学科的进步技术和人类.

Specific applications of complex systems science include:

Complex and networked and multi-scaled processes
Nonlinear and chaotic systems
Information dynamics and causal inference
Systems science
Medicine and cognitive science
Biology, systems biology and mathematical epidemiology
Neuronal networks and the brain, extreme events and earthquakes, as well as cardiac arrhythmia, and more fundamentally, 非线性化学 reaction kinetics
Mechanical, 化学, electrical and civil engineering
Fluid dynamics and turbulent systems, oceanography and meteorology, including questions of transport, modeling and sensing
Physics and astronomy
Economics and social sciences
Dynamical systems and control systems
Sensor networks, ad hoc networks and control coordination systems
Decision science, social systems and science of human groups
Adaptive and designed systems engineering
Particular examples are protein interaction networks, niche development in microbial communities, disease and rumor spreading and dynamics of innovations
Critical and rare events, mechanisms and detection, robustness and fragility

Center Motivation and Benefits to Clarkson

Dr. Erik Bollt Clarkson@125战略计划的三大支柱之一是“提高研究和学术的重要性”.“研究中心在促进合作和赞助研究的增长方面发挥着关键作用. 事实上, esball国际平台客户端赞助的大部分研究可以归功于现有的研究中心，包括CAMP和CITeR, 和CfM.

Dr. Erik Bollt, the inaugural C3S2 center director, 在复杂系统科学领域已建立国际声誉. Dr. 博尔特在这一领域的合作主要是与其他机构的同事合作. These include Princeton University, Stanford University, Oxford University, Imperial College, Bristol University, Oregon State U, 佐治亚理工学院, Virginia Tech, Army Redstone Arsenal, Naval 研究 Laboratory and Los Alamos National Labs, to name several. 有机会向内扩展这种合作，包括esball国际平台客户端各个学术部门的同事. 这样做将为esball国际平台客户端提供一个在该领域产生更大影响的机会, thus enhancing our research reputation. A strength at Clarkson is that our culture, 我们的规模和以应用为导向的理念都表明，跨领域的合作是我们所做的，也是我们擅长的. This center is specifically advanced in this spirit. 我们将提供一个场所和一种手段，将我们分组和组合在一起，促进在前沿研究方面的合作，否则可能不会发生, or even occur to specialists in individual disciplines. Together, our work can emerge strengthened as a group. 理论为应用提供支持，应用为理论提供支持，我们共同受益.

Center Administration

Erik Bollt

W Jon Harrington Professor of Mathematics / Professor of Electrical & 计算机工程/esball国际平台客户端复杂系统科学中心主任

电子邮件: ebollt@washclubcleveland.com
办公室: 315/268-2307