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什么是双稳态(Bistability)?

什么是双稳态(Bistability)?

作者: 等你足够强了再说吧 | 来源:发表于2022-02-07 16:48 被阅读0次

双稳态是指具有两个平衡点的任何动力系统的一个术语。
也就是说,一个系统可以在两个,而且只有两个不同的位置上休息,因为这些位置对它们的近邻起支配作用。
一个双稳态系统在大多数时候,虽然不一定是全部,但绝大多数情况下都处于其稳定平衡点之一。
科学家有了烧杯,一个二维的状态空间模型可以精确地定义双稳态。一个双稳态函数正好有两个最优点,根据定义,系统很可能朝着这个最优点移动,这看起来像是两个波谷之间有一个峰值-假设系统倾向于y轴变量上"较低"的位置。这些波谷不一定具有相同的值,一个可能比另一个更深。为了使系统表现出双稳态,槽必须足够分开,这样系统通常不会从较小的最优值滑到较大的最优值。双稳态的一个相对简单的物理例子是光开关。如果开关打开,它将保持打开;如果开关关闭,它将保持关闭。中间位置是临时的,并倾向于这两个最佳状态平衡很少或根本不存在。在电子学中,双稳态描述了一种称为触发器的特殊类型的电路。触发器是为保持两个位置中的一个而构造的。这些电路只根据可预测的输入改变其值。该系统的简单性使其可以作为更复杂设备的组成部分,包括计算机。双稳态也可以直接应用于更复杂的不完全符合这个模型的系统。其他变量可以影响系统的状态,足够高的混沌程度可以使系统不平衡。

将这些系统建模为双稳态仍然是有用的例如,在一个有机体中,睡眠和清醒的区别可以理解为双稳态。清醒和睡眠是两个最佳状态;中间状态倾向于这些位置。

与这两种状态相关的体力活动极其复杂,有许多不同的方式来唤醒、睡眠和在某个地方然而,这个系统有双稳态的倾向。一旦一个有机体开始苏醒,这个过程通常会触发一系列辅助信号,帮助它保持清醒。人类已经找到了多种方法,通过药物和室内照明使这种双稳态复杂化,但即使对他们来说,双稳态仍然很强大。

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