導語

集智學園聯(lián)合北師大系統(tǒng)科學學院開設，以方福康先生系統(tǒng)科學文集為思想基石，匯聚北師大系統(tǒng)科學領域十位教授，系統(tǒng)整合統(tǒng)計物理、生命系統(tǒng)中的智能行為、社會復雜系統(tǒng)建模、人工智能與復雜網絡等多個交叉方向，構建一條從微觀機制到宏觀結構、從理論分析到實際應用的知識脈絡。

液體與玻璃體在日常生活中無處不在，人類使用玻璃材料的歷史也已超過五千年。然而，如何精確定義“玻璃態(tài)”及刻畫其形成機制，仍然是一跨學科難題。

本次課程中，北京師范大學系統(tǒng)科學學院武振偉老師將從拓撲視角切入玻璃態(tài)材料的原子結構及結構-功能關系，展示這一視角下的關鍵發(fā)現(xiàn)，帶領大家用拓撲學工具破解材料復雜系統(tǒng)物理行為的奧秘。

課程簡介

液體與玻璃體在日常生活中無處不在，人類使用玻璃材料的歷史已超過五千年。然而，如何精確定義“玻璃態(tài)”及其形成機制，仍是現(xiàn)代科學中最具挑戰(zhàn)性與吸引力的難題之一。這一基礎性問題橫跨凝聚態(tài)物理、復雜系統(tǒng)與材料科學的交叉領域。最新研究表明，原子在近鄰配位之外的中程有序結構，對無序材料的物理行為具有決定性影響。但我們對拓撲性質如何在不同局域結構排列中保持不變的認知仍不完善，這阻礙了建立清晰結構-性能關系的努力，也制約了支撐材料創(chuàng)新發(fā)展的穩(wěn)健理論框架的構建。本次講座將探討拓撲概念如何為無序材料的原子結構及結構-性能關系提供新見解，重點展示我們近期取得的關鍵發(fā)現(xiàn)，并指出未來研究中具有突破潛力的重要開放性問題。

主講人

武振偉，北京師范大學系統(tǒng)科學學院、非平衡系統(tǒng)研究所副教授、博士生導師。2015年于北京大學力學與工程科學系獲得固體力學專業(yè)理學博士學位（北大優(yōu)博），2015-2018年北京大學物理學院博雅博士后Fellow，2018年加入北京師范大學工作，歷任講師、副教授，2023-2024年法國CNRS/UGA物理交叉科學實驗室（LiPhy）訪問學者。主要從事與非晶物質科學、及復雜物理系統(tǒng)相關方向的研究工作，在NatCom、PRB、JACS、AdvMater、NatiSciRev等期刊發(fā)表學術論文20余篇，主持國家自然科學基金青年、面上項目各1項，作為主要參與人承擔數(shù)理學部、工材學部重點項目各1項。

課程目標

1. 為學員呈現(xiàn)玻璃態(tài)材料與玻璃物理領域的核心科學問題。

2. 講解玻璃材料物理領域的研究方法論。

3. 介紹拓撲學方法如何應用于材料物理研究。

課程亮點

• 闡述玻璃材料在人類科技文明發(fā)展中的重要作用。

• 探討過去15年圖論、拓撲學方法是如何進入非晶態(tài)物質科學研究的。

• 分享國內從0到1的科學研究歷程。

提綱

第一部分:玻璃材料與玻璃物理研究簡介

• 引入：非晶態(tài)無處不在、對人類科技文明影響深遠

• 玻璃物理研究中的關鍵科學問題

• 關于非晶態(tài)物質結構的實驗事實

• 衍射圖像中的hidden order

• 實驗——模擬——假說——實驗！

• 液體的結構與圖論方法的引入

• 基于原子局域鄰接拓撲的結構動力學關系研究

• 一個全新概念：圖——動力學對應關系

• 固體中的缺陷：從位錯到拓撲渦旋

• 玻璃體系拓撲缺陷、幾何、及塑性耗散結構

課程安排

上課時間：12月12日晚19：30 -21：30，授課1.5小時，答疑0.5小時。

課程形式：騰訊會議線上課，集智學園網站錄播。

課程周期：2025年12月12日第八課，每周五晚19：30-21：30點，授課1.5小時，答疑0.5小時。

課程適用

本次課程適合：

• 材料科學、凝聚態(tài)物理、玻璃態(tài)物質等領域的研究者

• 對材料復雜系統(tǒng)、拓撲學感興趣的復雜性科學愛好者

推薦內容

1. Xin-Jia Zhou, Feng Yang, Xiao-Dong Yang, et al. Graph-Dynamics correspondence in metallic glass-forming liquids. Communication in Theoretical Physics, 2025

2. Zhen Wei Wu, Yixiao Chen, Wei-Hua Wang, et al. Topology of vibrational modes predict plastic events in glasses. NATURE COMMUNICATIONS, 2023

3. Zhen Wei Wu , Walter Kob , Wei-Hua Wang & Limei Xu. Stretched and compressed exponentials in the relaxation dynamics of a metallic glass-forming melt. NATURE COMMUNICATIONS, 2018

4. Z.W. Wu , M.Z. Li, W.H. Wang & K.X. Liu. Hidden topological order and its correlation with glass-forming ability in metallic glasses. Nature Communications, 2015

5. Z. W. Wu, M. Z. Li, W. H. Wang, et al. Correlation between structural relaxation and connectivity of icosahedral clusters in CuZr metallic glass-forming liquids. Physical Review, 2013

付費流程

課程頁面填寫學員登記表，微信掃碼入群；

課程可開發(fā)票。

關于主辦方

北京師范大學-系統(tǒng)科學學科團隊

北京師范大學是中國系統(tǒng)科學學科的重要發(fā)源地之一，自20世紀70年代末即開始布局相關研究和教育體系。學院已建立起從本科到博士后完整的人才培養(yǎng)體系，并在復雜系統(tǒng)研究領域形成深厚積淀。依照北京師范大學“一體兩翼”辦學格局，北京師范大學系統(tǒng)科學學科研究生培養(yǎng)分別在北京校區(qū)和珠海校區(qū)進行。北京校區(qū)培養(yǎng)單位為系統(tǒng)科學學院、珠海校區(qū)培養(yǎng)單位是文理學院系統(tǒng)科學系（含復雜系統(tǒng)國際科學中心）

【北京校區(qū)】

北京校區(qū)系統(tǒng)科學研究團隊聚焦復雜系統(tǒng)的結構、演化和控制等方面。研究內容涵蓋從自然到社會的多個層面，尤其在復雜系統(tǒng)的涌現(xiàn)行為與控制優(yōu)化、社會經濟系統(tǒng)建模、生命與腦認知系統(tǒng)的自組織行為、多主體系統(tǒng)與智能算法、以及復雜系統(tǒng)的信息建模等方面形成了特色鮮明、國際接軌的研究方向，并在復雜網絡、腦科學、經濟系統(tǒng)建模等研究領域取得了一系列有影響力的成果，多篇論文被國際權威期刊選為封面或亮點評述，并受到國內外學術界和主流媒體廣泛關注。

【珠海校區(qū)】

珠海校區(qū)系統(tǒng)科學團隊由國際系統(tǒng)與控制科學院院士狄增如教授領銜。除院士工作站外，校區(qū)還建有廣東省高校系統(tǒng)涌現(xiàn)與自然智能重點實驗室，具備先進的實驗條件、完善的計算機系統(tǒng)支持與優(yōu)越的科研實踐平臺。團隊匯聚十余名優(yōu)秀的中青年教師，擁有堅實的數(shù)學與物理學基礎，長期在系統(tǒng)科學基礎理論、生物與腦科學、社會經濟系統(tǒng)等交叉領域開展創(chuàng)新性研究。依托雄厚的人才力量與科研條件，團隊在研究生高質量培養(yǎng)方面積累了豐富經驗，取得了一系列具有原創(chuàng)性的研究成果，并在高水平學術期刊上發(fā)表多篇論文，產生了廣泛的國內外學術影響。

珠海校區(qū)獨立招收本科、碩士、博士學生，頒發(fā)學位證書同北京校區(qū)一樣。同時，珠海校區(qū)也提供博后與青年PI職位。

集智學園：

集智學園作為集智科學研究中心孕育的商業(yè)公司，力圖傳播復雜科學、人工智能等前沿知識和新興技術，促進、推動復雜科學領域的知識探索與生態(tài)構建。合作伙伴包括騰訊、華為、北京師范大學、湖畔大學、混沌大學等多家知名機構。2019年被評定為“中關村高新技術企業(yè)”和“國家高新技術企業(yè)”。

口號：學復雜科學，到集智學園

使命：梳理復雜知識體系，普及科學理論方法。

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