斑图动力学是非线性科学领域内的一个重要分支。作为一门横向科学,它的研究内容涉及物理学、力学、化学、数学、生物学、生态学等各个方面。斑图动力学探索诸系统之间共同存在的、具有普遍指导意义的斑图形成的基本规律。目前,斑图动力学理论与实验的研究对象,主要是流体中的瑞利一贝纳德系统,非线性光学系统,反应扩散系统及振荡沙盘系统。人们对前三类系统的斑图形成的具体机制已经有了系统的了解,后一类还只有一些阶段性成果,没有形成统一的理论。在现有介绍斑图动力学的专著中,大部分作者是通过分析流体力学中的瑞利一贝纳德对流引出斑图动力学概念的。这样做的优点是物理背景清楚,控制参量少。本书准备通过对反应扩散系统中不同斑图形成机制的描述与分析,介绍斑图动力学的基本内容。主要原因是对于这部分工作,作者比较熟悉。对流体系统中的斑图动力学感兴趣的读者可以阅读参考文献。这里有必要说明的是,不论从何种系统出发,都可以得到共同的、具有普遍指导意义的斑图动力学基本规律。
本章的主要目的,是介绍研究反应扩散系统中的斑图动力学的一些基本理论与实验知识。在讨论了斑图动力学的基本概念以后,对反应扩散系统、化学反应动力学、线性稳定性分析及实验系统将一一做简单介绍。其中§3(线性稳定性分析)是研究斑图动力学的核心数学工具,对它的应用将出现在本书的各个章节。
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