班榮超 老師
現職:國立政治大學 應數系教授
專長:遍歷理論、微分方程、隨機微分方程、網格動態系統
學歷:國立交通大學 應數系 博士
甚麼是【混亂】?如何描述?本課程將從簡單的單峰函數開始,透過講故事的方式,帶領聽眾慢慢進入混沌的世界,進一步理解甚麼是混亂,並了解動態系統核心概念及所關心的問題。課程中沒有數學,但可以深刻理解數學如何影響這個世界,找到深藏在宇宙間的密碼。
無。
本課程希望聽眾理解動態系統所關心的問題,並理解甚麼是混亂及複雜,以及我們如何描述它,此外將透過一系列的故事讓聽眾知悉這些概念如何產生以及發展,最後如何影響我們的生活。
Chapter 1: 複雜現象以及例子
本章探討簡單機制如何生成複雜現象,並以數學模型深入分析這一過程。首先,我們將從自然與數學中的複雜模式入手,解析其背後的簡單規則。接著,課程聚焦於 Cantor 集,分兩部分介紹其構造與基本性質。最後,將引入迭代函數系統(IFS),探討其生成分形結構的原理。
Chapter 2: Logistic map、函數迭代及分歧圖
本章以 Logistic 映射為核心,分析函數迭代的行為及其終極歸宿。隨後,我們將分兩部分研究不動點與周期點的性質,闡明其在動態系統中的角色。最後,課程將討論分歧圖的結構與生成過程,並解釋分歧現象對系統動態行為的影響。
Chapter 3: 分歧圖及混沌
本章深入探討分歧圖的核心問題,並介紹 Feigenbaum 常數的意義與應用。隨後,課程聚焦於「週期三導致混沌」現象,通過三個小節逐步揭示其對混沌行為的影響。
Chapter 4: 混沌I
本章首先介紹 Sharkovskii 序及其在動態系統中的應用。接著,分析 Devaney 混沌的三個特徵:敏感性、遞移性及稠密周期軌道,最後探討 Devaney 混沌與 LYC(Lyapunov 指數)之間的關聯。
Chapter 5: 混沌II
本章綜合探討混沌的特性與應用。首先,研究混沌現象間的聯繫及對混沌定義的補充,並分析自相似性的作用。接著,回顧分歧圖特性,並通過 Baker 映射和棋盤實驗這兩個自然例子,展示混沌在實際應用中的表現。
Chapter 6: 亂中有序
本章探索數學中的秩序與複雜性,並聚焦於相關理論與應用。我們將介紹 Szemerédi 理論的核心概念,並以兩部分探討質數的性質及其動態行為。接著,闡述 Green-Tao 理論,分析秩序與複雜性之間的平衡,最後以綜合性結論總結內
無。
課程及格分數:60分
本課程以作業評分為唯一評量項目,作業的評分標準基於完整度與正確性。學生需按時提交並完成所有指定作業,以取得該課程之「通過」評定;未達要求者,則評定為「不通過」。
「政大數位知識城」平臺上所開設的磨課師課程,通過該課程評量及格者可申請修課通過證明,每門課程新臺幣200元整,於5/19~5/21開放申請。