尤金·斯坦利H. Eugene Stanley

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基本信息

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类别 信息
姓名: H. Eugene Stanley(尤金 · 斯坦利)
国籍: 美国
出生日期: 1941年3月28日
成就: 经济物理学的创始人之一
所在机构: 波士顿物理学院
研究方向: 统计物理学,复杂系统
个人主页链接 https://physics.bu.edu/people/show/68
联系方式: (联系电话)617-353-2617 (电子邮箱)hes@bu.edu

职业经历

物理学家,波士顿大学(Boston University)教授,匈牙利物理学会(Hungarian Physical Society)荣誉会员,帕维亚大学(University of Pavia)高级研究学院(国家帕维亚)和罗兰大学(匈牙利布达佩斯)名誉教授。

获奖经历

  • 2004年入选美国国家科学院(the U.S. National Academy of Sciences)及巴西科学院(the Brazilian Academy of Sciences),同年被美国物理学会(the American Physical Society)授予“尼科尔森人道主义服务奖章” ( APS Nicholson Medal),以表彰他对人权的非凡贡献、为女性物理学家所采取的主动行动以及对实验室同事的关爱和支持;
  • 为表彰他对相变研究的贡献,斯坦利还获得了2004年由国际纯粹与应用物理学联合会(International Union of Pure and Applied Physics,IUPAP)和2008年美国物理学会(the American Physical Society)颁发的玻尔兹曼利林费尔德奖章(Boltzmann Medal,);
  • 1997年获得弗洛伊德·里克特迈耶纪念讲座奖(the Floyd K. Richtmyer Memorial Lectureship Award );
  • 1998年获得古根海姆学者奖学会(the Materials Research Society)的大卫 · 特恩布尔奖(the David Turnbull Prize);
  • 2008年获得英国石油公司风险投资研究奖(a BP Venture Research Award);
  • 2008年获阿尔茨海默氏症研究记忆骑士奖(the Memory Ride Award),以及推进和支持教育理事会(the Council for Advancement and Support of Education)颁发的马萨诸塞州年度教授(the Massachusetts Professor of the Year)。

研究领域及成果

统计物理学

斯坦利对统计物理学的几个主题做出了重要贡献,如相变理论、渗流理论、无序系统、聚集现象、聚合物、经济物理学和生物物理学。 他的早期工作介绍了磁场的 n 向量模型及其在极限 n 无穷远处的精确解,这些内容现在已经成为标准统计物理教科书的一部分。

液态水的物理机制

水是一种独特的物质,在所有生物系统中都起着重要作用。即使是很小的扰动,如用氘代氢,也足以破坏其生物学功能。在生物系统中,与水有关的基本现象发生在细胞和细胞器中受限制的几何形状以及膜的活性部位。液-液相转变假说源于对过冷大水的结构和状态方程的分子动力学研究,得到了一定的支持。在假定的第二临界点以下,液相可分为低压下的低密度液相(LDL)和高压下的高密度液相(HDL)。在已知临界点647K附近的大量水呈现分子波动混合物状态,其局部结构类似于液相和气相。同样,假定的液-液临界点附近的大量水是分子的波动混合物,其局部结构类似于LDL和HDL两相。这些增强的波动影响液体散装水的特性,从而导致异常行为。与这一假设相一致的是斯坦利得研究小组正在分析的MIT最新实验。这项工作已扩展到围绕蛋白质的特殊水层(“水合水”)上,这种水似乎具有动态交换,这与在一维纳米孔中封闭的水不同。[1]

经济物理学: 利用统计物理概念更好地理解经济问题

1994年,斯坦利提出“经济物理学(Economic physics)”术语,来表示处理经济现象的物理学领域。 他的团队发现了控制经济波动的经验法则,并提出相应的统计动力学模型来解释它们的起源。

对于一个物理学家来说,经济学最有趣的地方在于它被经济利益数量的波动所支配。 由于重大经济冲击会影响全球经济,我们必须认真对待经济“崩溃”的可能性。 巨额资金的巨大变化不仅会影响拥有巨额资金的人,也会影响那些拥有很少资金的人,即那些处于社会边缘的人。

寻找有助于解决经济问题的想法可能有助于解决未解决的物理问题。湍流就是一个很好的例子。如果我们拿一桶水弄乱了表面,则能量将被大量添加到系统中。然后,这种能量会在越来越小的范围内耗散。这是一个尚未解决的物理问题。可以陈述许多经验事实,但对于理解它却无能为力。经济类似于这种动荡的例子。人们可以向经济体系中大规模添加信息,例如谁赢得总统大选的新闻,而信息的散布则越来越小。您在金融市场中处理与信息消散相关的“湍流”的方式可能有助于我们理解如何在物理研究中解决湍流。[2]

应用统计物理学理解和预防与蛋白质错误折叠有关的疾病(如阿兹海默病)

十多年来,斯坦利和他的团队一直在利用统计学和凝聚态物理学学方面的专业知识来研究淀粉样 β 蛋白聚集的早期阶段,这些淀粉样 β 蛋白最终形成了阿尔茨海默病患者大脑中发现的有毒纤维和斑块。 目前正在改进蛋白质折叠模型,该模型旨在识别与错误折叠过程有关的淀粉样蛋白区域,并预测这些蛋白质在人脑中可能采取的形式。 该计算机模型预测的蛋白质结构与加州大学洛杉矶分校的神经生物化学家 David Teplow 博士在实验室合成的实际蛋白质进行了比较。

威胁网络与受威胁网络: 网络的稳定与免疫

其科学目标是揭示一系列社交网络行为的共同原则,实际目标是利用这种理解来制定具体的战略来摧毁威胁网络,同时制定具体的战略来保护受到威胁的社会网络免受攻击。 有证据表明,通过使用从现代统计物理学到社会网络结构和动力学的新方法,可以在实现这两个目标方面取得进展。

主要文章及著作

发表论文

本文主要介绍了由美国国立卫生研究院国家研究资源中心主办发起的对于复杂生理信号研究资源在生物医学信号研究的最新进展。

  • C-K Peng, Sergey V Buldyrev, Shlomo Havlin, Michael Simons, H Eugene Stanley, Ary L Goldberger,Mosaic organization of DNA nucleotides(DNA核苷酸的镶嵌组织)Physical review e,Pages:1685(1994/2/1,被引次数:4402)

本文主要介绍了含非编码区的DNA序列在长程幂律相关性上的研究,讨论了这种相关性是否与是已知的DNA镶嵌结构(“斑片状”)有关。最终将此分析应用于选定的DNA序列表明,斑块不足以解释长程相关特性。

  • uıs A Nunes Amaral, Antonio Scala, Marc Barthelemy, H Eugene Stanley,Classes of small-world networks(小世界网络的类别)Proceedings of the national academy of sciences,Pages:11149-11152(2000/10/10,引用次数:3625)

该文章通过研究各种不同现实世界网络的统计特性,提出了三类小世界网络出现的证据——无标度网络、大范围网络以及单标度网络。

出版书籍

《经济物理学导论:金融中的相关性与复杂性》

  • Introduction to economic physics: relevance and complexity in Finance(经济物理学导论:金融中的相关性与复杂性)2006年中国人民大学出版,(美)Rosario N. mantnia、H. Eugene Stanley合著: 本书是为具有研究生水平的经济学或物理学学生和研究者,以及金融领域专业人员准备的。对概率理论与统计物理学比较熟悉的大学生也可以阅读。《经济物理学导论:金融中的相关性与复杂性》讨论如何运用统计物理学中的概念来描述金融系统。具体来说,作者首先对在概率论、临界现象物理学和完全扰动湍流(fully developed turbulent)理论中被广泛使用的标度(scaling)等概念进行了说明,然后将这些概念运用于对金融时间序列的分析,以获得对金融市场行为的新理解。本书中,作者还提供了一个新的随机模型,以描述在经验数据中观察到的几项统计特征。

联系方式

  • 学校办公地址:SCI, Room 204B;
  • 联系电话:617-353-2617
  • 电子邮箱:hes@bu.edu

相关链接

参考文献

  1. “Phase Behavior of Metastable Water,” P. H. Poole, F. Sciortino, U. Essmann, and H. E. Stanley, Nature 360, 324-328 (1992).
  2. “Scaling Behaviour in the Dynamics of an Eco-nomic Index,” R. N. Mantegna and H. E. Stanley, Nature 376, 46–49 (1995).

更多信息

编者有话说

斯坦利在经济物理学中有着很大的成就,近期他和他的团队正在研究尺度概念对经济学及与生物学和医学有关的其他许多问题的分析上,详情可以查看斯坦利在波士顿物理学院的主页。

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