论自治布尔网络中混沌的起源

我们对布尔网络的动力学进行了系统研究，以确定近期实验中观察到的混沌的起源。由理想逻辑门组成的节点网络已知会表现出稳态、周期行为，或一种“紫外灾变”，其中在网络中循环的逻辑跃迁事件的数量随时间呈幂律增长。在实验中，逻辑门的非理想行为阻止了紫外灾变，并可能导致确定性混沌。我们识别了真实逻辑门的某些非理想特性，这些特性使得实验网络中出现混沌。我们发现，短脉冲抑制和逻辑状态之间的不对称性倾向于产生周期行为，至少对于最简单的网络是如此。另一方面，我们发现一种称为“退化”的记忆效应可以产生混沌。我们的结果强烈表明，在一大类实验性的类布尔网络中，确定性混沌是可以预期的。此类器件可能应用于需要快速复杂波形或平坦功率谱的各种技术中，并可作为现实世界类布尔网络基础研究的试验台。