院士领航
该版面旨在为读者们带来由各个领域内院士们主持编辑的特刊,深度挖掘并广泛覆盖了多学科的研究热点,促进跨领域的知识交流与融合,诚邀各位学者投稿分享!
特刊信息
本期将为大家带来由欧阳颀院士,携手清华大学的曹远胜教授,共同担任客座编辑出版的特刊“生物网络中的熵产生和信息流” 。
本特刊将于2026年11月1日截止投稿,欢迎投稿!
了解特刊详情:https://www.mdpi.com/si/273257
客编寄语
生命系统最鲜明的特征之一是在远离热力学平衡的条件下运行。其非平衡性不仅体现在持续的能量消耗与物质通量上,也可用熵产生等量化指标加以刻画。过去半个世纪,化学与物理学的奠基性研究相继发展出随机热力学、介观非平衡热力学与有限时间热力学等理论框架,为理解“涨落—不可逆—能量代价”之间的内在联系提供了统一语言。这些思想已在理解多类生物功能中取得重要进展,例如阐明动力学校对、适应性调控与信号放大等过程中,为何必须付出自由能代价。
然而,这些理论面向真实生物网络仍存在关键瓶颈:许多经典形式依赖对系统状态与跃迁过程的近乎完全掌握,要求建模者具有“全知视角”。而在实践中,我们往往只能获得局部、噪声较大且时间/样本稀疏的观测数据。如何在不完备信息下实现合理的粗粒化、参数与机制推断、以及不确定性量化,并进一步把热力学不可逆性与因果信息流 (information flow) 的度量建立起可检验的联系,正成为该领域的核心前沿。
本特刊“生物网络中的熵产生与信息流”旨在汇聚理论、计算与实验的最新成果,尤其强调面向真实系统的数据驱动方法与跨尺度连接。
我们欢迎围绕以下主题的投稿:
• 网络上的非平衡热力学(含随机/介观/有限时间框架)
• 信息热力学
• 从噪声或稀疏数据中推断熵产生
• 信号通路中的性能—代价权衡
• 分子马达与酶反应网络
• 细胞与组织中的活性物质过程
客座编辑
欧阳颀 院士
中国科学院院士,浙江大学物理学院讲席教授,北京大学物理学院教授。1982年获清华大学学士学位,1989年获法国波尔多第一大学博士学位。2013年当选为中国科学院院士。
欧阳院士长期致力于应用非线性动力学、复杂系统理论与统计物理的方法探索生物控制网络的特性,研究网络拓扑、动力学与功能之间的制约关系,并将相关规律应用于合成生物学领域,推动理性设计的合成生物学研究。已在Science、Nature子刊、PNAS、PRL等国际期刊发表论文200余篇,编著《非线性科学与斑图动力学导论》等著作。
曹远胜 助理教授
清华大学准聘副教授。本科和博士毕业于北京大学,并在加州大学圣地亚哥分校从事博士后研究。他的研究致力于探索非平衡物理原理如何塑造生物功能,主要采用非平衡动力学、随机热力学和计算建模等方法。研究方向包括分子机器的调控、细胞感知与信号传导过程的物理限制、节律产生与稳定性、以及细胞力学等。
Entropy 期刊介绍
主编:Kevin H. Knuth, University at Albany, USA
期刊主要发表熵和信息论的相关文章,涉及学科领域有:热力学、统计力学、信息论、生物物理学、天体物理学及宇宙学、量子信息和复杂体系等,当前位于JCR物理多学科二区。
2024 Impact Factor:2.0
2024 CiteScore:5.2
Time to First Decision:21.5 Days
Acceptance to Publication:2.6 Days
期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/entropy

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