1、復雜系統(tǒng)（Complexity System）是指由一些相對簡單的個體部件由于相互之間錯綜復雜的作用而形成的一個統(tǒng)一而復雜的整體。復雜系統(tǒng)涵蓋極廣，幾乎無處不在，包括經(jīng)濟系統(tǒng)、社會系統(tǒng)、工程系統(tǒng)和生物系統(tǒng)等。研究復雜系統(tǒng)的學科稱為復雜性科學（Complexity Science）。在人們對生命的研究過程中，生命向來都被認為是非常復雜的。生物種類繁多，數(shù)量龐大，生命現(xiàn)象十分錯綜復雜，所以生物復雜系統(tǒng)（Biocomplexity Syste

2、m）也是可以被譽為“復雜巨系統(tǒng)”，是所有復雜系統(tǒng)中復雜性最強的一類。當前，對復雜系統(tǒng)的研究不僅是系統(tǒng)科學發(fā)展的前沿，也是許多其他學科研究的前沿和熱點，被許多科學家譽為“21世紀的科學”。因此對復雜系統(tǒng)進行深入的研究有十分重要的意義，也對各交叉學科的共同發(fā)展有促進作用。 本文采用系統(tǒng)仿真的方法來研究復雜生物系統(tǒng)，依據(jù)元胞自動機原理建立了四個生物系統(tǒng)動力學的仿真模型。在文中分別對細菌信息通訊中的群體感應、介質(zhì)中激發(fā)波的傳播、魚群高度

3、趨向游動和蟻群最短尋食路徑的動力學行為建立了模型，并進行了計算機模擬。我們發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)仿真的時序圖與系統(tǒng)真實的演化過程非常的相似，這就說明采用系統(tǒng)仿真的方法來研究復雜生物系統(tǒng)是具有可行性的。并且相比于傳統(tǒng)的數(shù)學方法，它簡單易懂，便于在計算機上實現(xiàn)，仿真結(jié)果清楚明白、生動形象，非常具有說服力。通過觀察分析復雜生物系統(tǒng)仿真的時序圖，我們發(fā)現(xiàn)復雜生物系統(tǒng)一般具有如下幾個方面的動力學行為特征：非線性性、多層次性、自組織性、開放性和動態(tài)性。

4、 本文的創(chuàng)新點在于：●在采用系統(tǒng)仿真的方法研究復雜生物系統(tǒng)時，我們運用了元胞自動機原理來建立復雜生物系統(tǒng)動力學模型。元胞自動機是一種時時間、空間、狀態(tài)均離散，具有時空計算特征的網(wǎng)格動力學模型，非常適合用來研究具有時滯性的復雜系統(tǒng)，并且建模簡單，便于在計算機上實現(xiàn)。本文中元胞自動機的這些特點得到了很好的體現(xiàn)和發(fā)揮?！駥λ姆N有有代表性的復雜生物系統(tǒng)（細菌群、介質(zhì)中激發(fā)波、魚群和蟻群）的相關動力學行為進行了建模研究，并在計算機上對其動力學行為