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在人们的日常意识中,噪声往往是和令人讨厌的字眼联系在一起的.因为在我们的传统概念里,噪声的出现往往会破坏系统的有序性.然而,由于系统的内部扰动以及环境扰动,所有真实的系统中都存在典型的涨落现象.而且这种涨落从原则上来说是不可能避免的.近年来,非线性科学和统计物理的发展告诉我们,非线性动力学系统中的噪声并不仅仅对原来的确定性方程结果产生微小的改变,它能出人意料地产生系统在没有噪声作用时不会出现的新的,复杂的现象.同时,这种无规的噪声干扰并不总是对宏观的秩序起消极破坏作用,在一定的条件下,它在产生相干运动和建立序上起着十分积极的作用.所以揭示非线性系统中噪声所诱导的各种重要的效应,研究这些效应产生的条件,机制以及应用,已经成为目前非线性科学发展的一个重要的任务.
本论文的核心是研究噪声所诱导的一些物理现象,包括粒子输运、非平衡跃变(或相变)、以及随机共振.全文可分为五章.在第一章中,我们叙述了近年来国内外科研人员对噪声诱导的非线性系统中各种现象的研究概况以及我们将要做的工作.在第二章中,我们主要研究时空噪声驱动下的系统.本章又分为两部分,第一部分我们研究了粒子之间没有耦合时的系统,该处由于噪声与空间的关联即使对称系统也可出现粒子输运;第二部分我们研究了粒子之间有耦合时的系统.此时,在时空噪声以及外力的驱动下耦合粒子所组成的系统中会出现粒子输运、异常滞后以及非平衡跃变(或相变).该部分又分为两小部分:第一小部分,我们研究了在时空噪声驱动下的耦合系统中的粒子输运,发现不同粒子之间的耦合、时空噪声、外力以及不对称势是引起粒子输运的关键;第二小部分,通过一个特例,我们研究了耦合粒子系统中出现的粒子输运、滞后现象以及非平衡跃变(或相变).在第三章中,我们研究了三值泊松噪声驱动下,棘齿势系统中的粒子输运,并分析了引起输运的原因.在第四章中,我们研究了噪声的驱动下的系统的随机共振现象.该章分为两部分:第一部分,我们研究了在O-U噪声的驱动下,非线性系统中的随机共振现象;第二部分,我们分别从广义和狭义的角度,研究了在乘性不对称双态噪声的驱动下,线性系统中的随机共振现象.在第五章中,我们研究了三种不同的时空双态噪声,并且分别导出了这三种时空双态噪声及它们所驱动的系统的主方程.