Lehrveranstaltung 3233 L 520 im Wintersemester 2010/2011

Dozent: Dr. Philipp Hövel

Vorlesung: (Beginn 27.10.)
Mi 10:30-12:00 (EW 731)

Für Studierende der Physik (Master und Diplom-Hauptstudium)
und des Graduiertenkollegs 1558 (Nonequilibrium Collective Dynamics
in Condensed Matter and Biological Systems).

When attending this course (lecture plus exercises)
3 credit points within the ECTS system can be obtained.

Zusammen mit der Lehrveranstaltung Theoretische Physik VI: Vertiefung (Nichtgleichgewichtsstatistik) 3233 L 154/5 kann diese Vorlesung zu einem physikalischen Wahlpflichtmodul (grundlagenorientierte Studienrichtung) kombiniert werden.

Eine weitere Lehrveranstaltung zum Thema "Nichtlineare Dynamik in Physiologie und Medizin" wird von Dr. Markus Dahlem im Wintersemester 2010/2011 angeboten.

Außerdem gibt es in diesem Semester ein ergänzendes Seminar zum Thema "Complex networks and applications".

1. Einführung
2. Netzwerkcharakteristika
3. Netzwerktopologien
4. Grundlagen der Graphentheorie
5. soziale Netzwerke
6. Netzwerkmotive und neuronale Netzwerke
7. adaptive Netzwerke
8. Synchronisation
9. Zeitverzögerung
   

• aktive Teilnahme an der Vorlesung
• benotete Scheine werden auf der Grundlage einer Rücksprache vergeben
  Termine: Freitag (18. Februar) und Dienstag (22. Februar) ab 9:00 Uhr

Das Projekt Offensive Wissen durch Lernen (OWL) hat zum Ziel, Inhalte der Vorlesung anschaulich mit kleinen Java-Programmen darzustellen. Auch für die Nichtlineare Dynamik gibt es einige Applets.

Es ist ein Semesteraparat zur Vorlesung eingerichtet, der in der Physikbibliothek verfügbar ist.

Literatur zum Thema der Vorlesung:

• Claudius Gros: Complex and Adaptive Dynamical Systems: A Primer, Springer (2010)
• Niloy Ganguly: Dynamics On and Of Complex Networks: Applications to Biology, Computer Science, and the Social Sciences (Modeling and Simulation in Science, Engineering and Technology), Springer (2009)
  
• Mark Newman: Networks: An Introduction, Oxford University Press (2010)
  
• Sergey N. Dorogovtsev: Lectures on Complex Networks (Oxford Master Series in Physics, Computational, and Theoretical Physics), Oxford University Press (2010)
• Guido Caldarelli: Scale-Free Networks: Complex Webs in Nature and Technology (Oxford Finance), Oxford University Press (2007)
• Marco Thiel: Nonlinear Dynamics and Chaos: Advances and Perspectives (Understanding Complex Systems), Springer (2010)
  
• Erik Mosekilde: Chaotic Synchronization: Applications to Living Systems (World Scientific Series on Nonlinear Science Series a), World Scientific (2002)
• Christof Koch: Biophysics of Computation: Information Processing in Single Neurons, Oxford University Press (1999)
  

Weitere Literatur zur nichtlinearen Dynamik:

• Vadim S. Anishchenko: Nonlinear Dynamics of Chaotic and Stochastic Systems: Tutorial and Modern Developments (Springer Series in Synergetics)
• Luigi Fortuna: From Physics to Control Through an Emergent View (World Scientific Series on Nonlinear Science, Series B)
• Heinz Georg Schuster: Reviews of Nonlinear Dynamics and Complexity: Volume 1 (Annual Reviews of Nonlinear Dynamics and Complexity)
• Heinz Georg Schuster: Reviews of Nonlinear Dynamics and Complexity: Volume 2 (Annual Reviews of Nonlinear Dynamics and Complexity (Vch))
• Heinz Georg Schuster: Reviews of Nonlinear Dynamics and Complexity: Volume 3 (Annual Reviews of Nonlinear Dynamics and Complexity (Vch))
• Fatihcan M. Atay, Complex Time-Delay Systems, Springer (2010)
• A. L. Fradkov, I. V. Miroshnik, V. O. Nikiforov, Nonlinear and adaptive control of complex systems, Kluwer (1999)
• A. L. Fradkov, Cybernetical Physics: From Control of Chaos to Quantum Control, Springer, (2007)
• Eckehard Schöll, Hans Georg Schuster, Handbook of chaos control (Second completely revised and enlarged edition) Wiley (2008)
• Wolfram Just, Axel Pelster, Michael Schanz, Eckehard Schöll, Delayed Complex Systems: An Overview, Theme Issue of Phil. Trans. R. Soc. A 368, 303 (2010)
• Lutz Schimansky-Geier, Bernold Fiedler, Jürgen Kurths, Eckehard Schöll, Analysis and control of complex nonlinear processes in physics, chemistry and biology, World Scientific (2007)
• Thomas Erneux, Applied Delay Differential Equations, Springer (2009)
• Crispin W. Gardiner, Handbook of stochastic method, Springer (2004)
• Nicolas G. van Kampen, Stochastic processes in physics and chemistry, North-Holland Publ. (2008)
• Ruslan L. Stratonovich, Topics in the Theory of Random Noise, Vols. I and II, Gordon and Breach (1963)
• Ed Ott, Chaos in dynamical systems, Cambridge Univ. Press (2002)
• Aleksandr S. Mikhailov, Foundations of Synergetics I. Distributed Active Systems, Springer (1990)
• James D. Murray, Mathematical Biology,Vol. 19 of Biomathematics Texts, Springer (1989)
• Hermann Haken, Synergetics. Introduction and Advanced Topics, Springer (2004)
• John Guckenheimer, Nonlinear oscillations, dynamical systems, and bifurcations of vector fields, Springer (1986)
• Steven H. Strogatz, Nonlinear Dynamics And Chaos: With Applications To Physics Biology, Chemistry And Engineering (Studies in Nonlinearity), Westview Press (2000)
• Jack K. Hale and Sjoerd M. Verduyn Lunel, Introduction to functional differential equations, Springer (1993)
• Richard Bellman, and Kenneth L Cooke, Differential-difference equations, New York-London: Academic Press. (1963)
• A. Bellen and M. Zennaro and A. Bellen, Numerical Methods for Delay Differential Equations, Oxford Univ Pr (2003)