漏阈值系统的自组织临界性:近平均场的动力学影响及其对地震、神经生物学和预测方面的意义

Self-organization in Leaky Threshold System: The Influence of Near-mean Field Dynamics and Its Implications for Earthquakes, Neurobiology, and Forecasting

阈值系统被看作是自然界中某些最重要的非线性自组织系统,包括地震断层系统、神经网络、超导和半导体、互联网以及政治、社会和生态系统。所有这些系统都具有与时、空、强相关的动力学,且都典型地显示了时空尺度的多重性。我们在两种不同尺度上讨论地震阈值系统自组织的物理学问题(1)“微观”的实验室尺度,来自模拟结果的考虑导致了动力学方程,这些方程可以推导从滑动实验中得到的结果;(2)“宏观”的地震断层系统尺度,强相关地震断层系统的物理学可以通过应用定义在希尔伯特本征态空间有关的态向量来理解。所有的这些系统中,长程相关导致局部各态历经动力学的存在。耗损效应的存在导致了“漏阈值”动力学的出现,它等同于一个控制与背景涨落尺度有关的成核事件尺度的新的标度场的出现。在宏观地震断层尺度的框架下,这些作为一种预报未来地震活动方法的观念显示出了比较大的希望。