电磁协同:开启信息世界有序运行的“金钥匙”
2021-04-19唐晓斌
中国科技财富 2021年3期
文/唐晓斌

对人类社会影响深远的数理方程——麦克斯韦方程,完美地将电场和磁场统一为一个整体,揭示了电磁波的内涵。
自1888年德国物理学家赫兹通过电火花实验证实电磁波的存在之后,电磁波开始影响人类社会,从起初的电报、无线电话,到现代社会的雷达、通信、导航、遥测遥控等,电磁波渗透到社会运行的方方面面。
随着5G、物联网、自动驾驶、电子装备等技术的进步,社会中聚合运行的电磁波越来越密集,相互作用愈来愈明显,致使电磁效应成为影响信息世界的关键因素。例如,在某些电磁效应下,自动驾驶系统出现导航偏移、操作系统失稳,飞行器出现航向不准、显示错误,雷达探测距离下降、跟踪位置偏移,火工品出现引信误启动,等等。
为避免这些非预期效应,常规做法是功能设备(单元)占用固定电磁资源(频率、空间、时间资源的集合)。由于电磁资源的排他性,固定占用电磁资源使得电磁资源的利用率低下,导致电磁资源成为制约信息世界高效运行的瓶颈。因此,高效利用电磁资源成为提高信息世界运行效率,实现最佳运行状态的关键环节。针对此问题,我国的科研团队提出了电磁协同的理论与方法。
电磁协同的概念受启发于德国物理学家赫尔曼·哈肯于1971年提出的协同理论。协同理论主要研究远离平衡态的开放系统,在外参量(如外部物质或能量)的驱动下通过子系统间的协同作用,以自组织的方式产生有序结构的普遍规律。……
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