BIOPHYSICS RESEARCH DIGEST
生物物理科研日报
2026-10-19 · 完整自然日 · 精选 41 篇（期刊 6、预印本 35）
细胞核对胞内机械力的适应调节果蝇巨噬细胞体内吞噬能力
Nuclear adaptation to intracellular mechanical forces regulates the phagocytic capacity of Drosophila macrophages in vivo
Nature Communications · 第一作者：Clelia Amato
果蝇胚胎巨噬细胞体内成像显示，吞入凋亡小体压陷细胞核并提高 Lamin B；抑制 Lamin B 或 LINC 组分降低后续吞噬。研究将胞内拥挤产生的核形变及分子适应与持续清除能力联系，揭示核力学对细胞功能的反馈。
推荐理由： 核变形、拥挤和吞噬能力的体内因果扰动有明确细胞软物质力学价值。
非极性介质中介电粒子的非线性电泳：第一部分，中等 Debye 数
Nonlinear electrophoresis of a dielectric particle in a non-polar media. Part I. Intermediate Debye numbers
Journal of Fluid Mechanics · 第一作者：Elizaveta Frants
非极性低导电介质中的带电介电粒子数值研究发现，中等 Debye 数和较高 Dukhin 数下离子云形成薄双层与扩展空间电荷双层结构，经典 Smoluchowski 公式失效。离子通量分析解释极点电荷射流，但模型未包含载流子缔合解离。
推荐理由： 胶体非线性电泳的非平衡离子结构与输运是直接主线，且明确模型遗漏。
黏弹润滑层引起的自限湍流减阻
Self-limiting turbulent drag reduction via a viscoelastic lubricating layer
Journal of Fluid Mechanics · 第一作者：Emanuele Milocco
相场与 FENE-CR 模拟显示，薄黏弹润滑层随弹性增强提高减阻但逐步饱和。能量预算解释聚合物应力抑制法向涨落、毛细功及湍动产生，反而减少可转入弹性储存的动能，使进一步增弹的收益自限，揭示流变—输运反馈。
推荐理由： 明确解析黏弹性减阻的饱和机制而非仅性能趋势，直接连接软流体应力和能量通路。
超疏水沟槽上 Bingham 流的有效滑移、塞状区与界面脱钉
Effective slip, plug formation and interface depinning in Bingham flow over superhydrophobic grooves
Journal of Fluid Mechanics · 第一作者：Amir Joulaei
半解析与双相数值模型研究 Bingham 流体掠过充气沟槽，比较屈服、毛细、惯性和几何竞争造成的平坦、挠曲、脱钉及塌陷界面。深槽有限惯性下转变可由有效 Reynolds 数整理，浅槽则可能在脱钉前塌陷。
推荐理由： 屈服流变与润湿接触线失稳的系统耦合直接属于软物质力学，具明确相态及标度分析。
EIGHT 折叠的独特性质：具有复杂 8₃结拓扑的蛋白质
Unique features of EIGHT fold—Proteins with the most complex 8 <sub>3</sub> knotted topology
Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者：Mariusz Mozajew
晶体结构揭示复杂 8₃结蛋白的内部对称，平衡展开近似两态而复折叠趋向非天然紧凑态，展开动力学跨毫秒至数日。结构模型预测经中间结型自打结与解结，提示拓扑约束造成多阶段路径，预测与实验结论应分开。
推荐理由： 高复杂度蛋白拓扑与折叠能景对聚合物生物物理有具体价值，兼有结构和动力学证据。
mechanoLight：活细胞 5 -HT2AR 机械转导的遗传编码荧光传感器
mechanoLight: A genetically encoded fluorescent biosensor for visualizing 5-HT2AR mechanotransduction in live cells
Proceedings of the National Academy of Sciences · 第一作者：In-Yeop Baek
mechanoLight 荧光传感器选择报告剪切诱导的 5 -HT2AR 构象变化，对配体响应较弱。连接肽交换、建模和突变区分机械与配体激活模式，并将剪切响应联系到 G 蛋白下游信号，提供活细胞力感受读出。
推荐理由： 机械刺激转导的分子构象测量有明确生物物理方法价值，避免把探针信号混同所有受体活性。
二维 Vicsek 模型的共存相
Coexistence phase of the two-dimensional Vicsek model
arXiv · 第一作者：Yu Duan
大尺度模拟考察二维 Vicsek 共存区的多种带状图案，认为多数有限尺度图案在无限系统消失。局部扰动可破坏规则全局有序带，支持该区至少部分亚稳，并提出渐近态由混沌相互作用行进带组成的无序图景。
推荐理由： 直接修订经典集群模型的共存态及亚稳性理解；无限尺度结论保留作者论证性质。
预印本，尚未经同行评议。
二维 Vicsek 模型的相图
Phase Diagram of the Two-Dimensional Vicsek Model
arXiv · 第一作者：Yu Duan
更大时空尺度的二维 Vicsek 模拟提出更新相图，发现不止一种相分离情景，共存区可进一步细分为两部分，并绘制均匀 Toner–Tu 液体的亚稳区域。结果挑战把该模型概括为单一微相分离机制的简单图景。
推荐理由： 基础活性群集模型的系统相图与尺度效应高度相关，有明确主线新意。
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手性对三维活性弹性体及固体的影响
Effect of chirality on active elastomers and solids in three dimensions
arXiv · 第一作者：S. J. Kole
一般流体动力学方程比较手性活性单轴弹性体与固体，独立取向旋转对称性限制手性项。打破该对称后固定介质中出现一般失稳，强迫项随破缺场归零而消失；动量守恒惯性体系还允许新增奇弹性失稳途径。
推荐理由： 对称性如何决定手性活性固体稳定性与奇弹性项是直接理论主线，结论不扩展为实验普遍事实。
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手性破坏取向活性固体
Chirality destroys oriented active solids
arXiv · 第一作者：S. J. Kole
流体动力学理论预测，固定背景介质中三维单轴活性固体的手性力密度可在比奇弹性更低的梯度阶 使固态失稳；各向异性介质中的各向同性手性固体也受影响。更高对称性的极性弹性体可消除此失稳，并约束动量守恒体系的奇弹性项。
推荐理由： 对手性、活性与固体对称性的稳定性给出明确新预测，直接贴合主线；结论是理论而非实验普遍证明。
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群体中的抽动纤维体：桌面一维活性粒子气体
Twitching fiberboids in the collective : A table-top, one-dimensional, active particle gas
arXiv · 第一作者：Alex Arnhold
热驱动尼龙纤维在曲玻璃面上短时滚动后反向，形成宏观扩散样“抽动”。实验将其限制为一维集体，观察活性簇及非平衡动态，再用包含簇内速度对齐的格点模型定性解释，建立可桌面实现的自滚纤维活性气体。
推荐理由： 新可控实验平台连接单体反转、对齐及活性聚集，直接适合研究机械群体。
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自对齐活性晶体缺陷的可调退火
Tunable annealing of defects in self-aligning active crystals
arXiv · 第一作者：Kanka Ghosh
数值研究自对齐活性晶体，发现增大有极化态附近的时空取向涨落可促进缺陷退火。长持续时间及慢对齐使体系跨越势垒，实现多晶向单晶转变；分离活性强度与时间尺度后，延迟群集对齐的点粒模型也呈类似效应。
推荐理由： 从活性时标调控缺陷消除而非简单加噪，为可重构活性材料提供明确机制。
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从粒子到自推进棒有效模型的连续理论
From particles to continuum theories in effective models of self-propelled rods
arXiv · 第一作者：Elia Bronzo
以速度向列对齐及两类排斥有效表示自推进棒的几何，构造可系统粗粒化的 Vicsek 式粒子模型。作者由此推导流体动力学方程，展示其解与粒子集体行为定性相符，尝试弥补显式棒模型难以从微观推至连续描述的缺口。
推荐理由： 自推进棒从碰撞机制到连续理论的桥接直接属于活性物质主线，定性一致不等同完整定量相图。
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趋化活性 Janus 粒子的动态聚集
Dynamic clustering of active chemotactic Janus particles
arXiv · 第一作者：Joël Mabillard
以扩散泳自发推进模型回访三维 Janus 胶体动态聚集，溶质浓度控制相图中稳健簇区。线性稳定性刻画气相失稳，模型将聚集归于 Keller–Segel 塌缩与运动诱导相分离的共同作用，两者都可被取向—化学场耦合截停。
推荐理由： 把化学反馈与 MIPS 统一解释动态簇，直接切合活性胶体自组织。
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入侵活性前沿或近临界簇可稳定易灭绝的可激发系统
Invading activity fronts or near-critical clusters may stabilize vulnerable excitable systems against stochastic trajectories terminating in an absorbing state
arXiv · 第一作者：Kenneth A. V. Distefano
随机捕食、循环竞争及传播模型显示，脆弱区域与稳定斑块扩散耦合时，移入通量可借助入侵活性前沿或近临界大簇重建有利相关初态，抑制有限系统吸收灭绝。结果把空间活性结构而非仅平均种群量与存活稳定性联系。
推荐理由： 前沿、临界簇与随机灭绝之间的共同机制直接关联空间非平衡群体动力学。
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封闭系统中开放化学反应网络热力学的涌现
Emergence of Open Chemical Reaction Network Thermodynamics within Closed Systems
arXiv · 第一作者：Benedikt Remlein
理论给出封闭反应网络涌现开放网络的条件：快反应形成交换机制，丰度尺度分离使部分物种具大化学容量。该极限同时恢复随机动力学、局部详细平衡和熵产生，并预测开放描述有效时长随丰度分离尺度增长。
推荐理由： 为有限封闭化学体系何时可用恒化学势浴提供明确热力学条件，对生命反应网络主线直接重要。
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从微观描述构建非局域静电场论
Nonlocal Electrostatic Field Theory from Microscopic Description
arXiv · 第一作者：Varazdat Stepanyan
从微观运动方程构建平均场 Fokker–Planck 描述，将有限尺寸非局域性与非线性静电响应统一，导出广义 Poisson–Boltzmann 方程及自由能。线性极限中得到波矢相关的各向异性易感响应，并讨论局域线性响应反转。
推荐理由： 面向软介质非局域静电的微观到连续理论具有直接价值，结果保留平均场近似。
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广义涨落动态密度泛函理论：推导与应用
Generalised Fluctuating Dynamic Density-Functional Theory: Derivation and Applications
arXiv · 第一作者：Toby Kay
从微观 Hamilton 动力学经投影与粗粒化推导任意观测场的涨落动态密度泛函理论，分别关联可逆、耗散及随机贡献与微观过程。进一步平均得到宏观理论，并用胶体和非等温黏性流体检验，恢复涨落 Navier–Stokes 描述。
推荐理由： 为介观远离平衡涨落与连续理论提供统一推导，对软物质多尺度建模直接相关。
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局部随机重置下游动—翻转粒子的运动诱导相分离
Motility-Induced Phase Separation of Run-and-Tumble Particles under Local Stochastic Resetting
arXiv · 第一作者：Pascal Grange
一维游动—翻转气体在局部随机重置下，理论预测超临界重置率产生中心稠密液滴与周围气相。动力学方程给出稳态剖面及液滴尺寸的非单调依赖，成核后以重置时标松弛；有限回返速度扩展中稳态尺寸保持不变。
推荐理由： 局部物质通量如何调节 MIPS 及液滴选择提供明确解析机制，直接贴合非平衡活性相行为。
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等可达稳态的 McLennan 公式
A McLennan formula for equiaccessible steady states
arXiv · 第一作者：Jacob Calvert
以等可达非平衡稳态而非平衡态为展开基点，推导 McLennan 类占据公式。零阶由局部逃逸率控制，给出低扰动“low rattling”原则的强形式；一阶交通不平衡引入非局部可达性修正，标明局部速率描述何时不足。
推荐理由： 远离平衡稳态概率的可控展开直接连接活性物质自组织与随机热力学。
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黏性机械线索通过骨架—核耦合及染色质重塑编码转移行为
Viscous mechanical cues encode metastatic behavior through cytoskeletal-nuclear coupling and chromatin remodeling
bioRxiv · 第一作者：Ly, K. L. · 通讯作者：Kandice Tanner
可独立调节弹性与黏性的水凝胶实验显示，软而黏基底可诱导类似硬基底的细胞、核及迁移表型。组学与模型提出慢松弛累积核应变、重塑染色质，肌动球蛋白与微管分别参与早期及持久适应，动物实验联系到转移行为。
推荐理由： 黏性与机械历史如何编码长期细胞状态有直接软生物物理价值，核应变机制保留模型支持层次。
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解析体相水溶液中脉冲电场对蛋白的影响
Resolving pulsed electric field effects on proteins in bulk aqueous solution
bioRxiv · 第一作者：Zakar, T. · 通讯作者：Ondrej Kucera
脉冲电场使微管蛋白在阳极附近成胶并持续损失聚合能力，pH 成像显示相同区域酸化。调整脉冲以抑制酸化而不降低总电暴露后，结构与功能扰动不再可检测，说明所测持久响应可由电化学生成 pH 变化解释。
推荐理由： 严格对照区分外场直接作用与介质化学效应，对骨架操控及非平衡实验解释有直接价值。
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失去分叉末端：揭示血凝块形成中的纤维分支机制
Losing the split ends: unraveling the mechanisms of fiber branching during blood clot formation
bioRxiv · 第一作者：Elangovan, A. · 通讯作者：Nathan E. Hudson
光片显微直接记录纤维蛋白成胶，观察到四类成熟纤维碰撞黏结路径，而非纤维分叉或小原纤维侧向结合。棒状扩散模拟重现路径频率及角度，电镜支持结点类型并显示后续纤维加固，揭示凝胶网络分支的形成机制。
推荐理由： 从实时成像到扩散模型解析生物纤维网络组装，具有清晰软物质机制贡献。
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内在无序适配蛋白控制膜上 EGFR 凝聚体的尺寸与组成
An intrinsically disordered adaptor protein controls the size and composition of EGFR condensates on membranes
bioRxiv · 第一作者：Ullo, M. F. · 通讯作者：Lindsay B. Case
支持膜重构与模拟显示无序适配蛋白 GAB1 可溶解大 EGFR 凝聚体，再成核更小、组成不同的组装。无序区未磷酸化酪氨酸参与溶解，磷酸化关闭该作用；PH 域寡聚与磷脂共同调节新成核，连接序列及膜组成和受体尺寸。
推荐理由： 膜上凝聚体尺寸及溶解的可调机制直接相关，跨蛋白推广仍属于作者基于预测提出的可能性。
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活细胞内结构有序并不伴随机械有序
Structural order emerges without mechanical order inside living cells
bioRxiv · 第一作者：Eskandari, M. A. · 通讯作者：Timo Betz
在图案化 RPE1 细胞中测绘力学及主动作用，并以 Wasserstein 重心比较骨架和细胞器组织。结构呈群体极化，却未发现显著空间力学图案或相关；局部各向异性存在，但巨大局部和细胞间差异压过梯度，挑战结构序必对应力学序的假设。
推荐理由： 直接检验细胞结构—力学映射的常用假设，负结果及异质性对细胞材料建模同样重要。
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从分子模拟推断蛋白诱导的脂双层自发曲率
Inferring protein-induced spontaneous curvature of lipid bilayers from molecular simulation
bioRxiv · 第一作者：Hossein, A. · 通讯作者：Alexander J Sodt
提出把膜相关分子的横向位置与热涨落膜模态曲率关联，估算其诱导自发曲率的强度及符号。粗粒跨膜蛋白和全原子两亲螺旋示例展示方法，并置于 Helfrich 框架及同类实验背景中，连接分子模拟与膜形状参数。
推荐理由： 直接提供膜蛋白曲率耦合的可量化工具，属于平衡涨落和膜力学主线。
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具有长程湮灭的吸收态转变
Absorbing state transitions with long-range annihilation
arXiv · 第一作者：Nicholas O'Dea
解析与数值研究含奇偶约束的分支扩散及长程成对湮灭模型，发现定向渗流与奇偶守恒普适类可成为连续变化临界指数系列的两端。长程湮灭削弱全局对称约束的局部效应，扩展吸收态转变的已知相图。
推荐理由： 对称性与长程作用竞争产生新临界行为，直接属于非平衡统计物理主线。
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IRENE：流体层有限元软件
IRENE: a fluId layeR finitE-elemeNt softwarE
arXiv · 第一作者：Dennis Wörthmüller
IRENE 有限元库模拟嵌入三维空间的二维黏性流体层，可处理开放曲面、多类边界及障碍，并耦合面内流动、面外形变、张力和弹性。与解析及数值结果对比验证覆盖低雷诺数和惯性区间，面向膜到宏观薄层问题。
推荐理由： 可变形曲面流动的通用建模工具直接服务膜及软流体力学，摘要提供验证而非仅软件宣告。
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无歧义表征纳米限域液体面内介电响应：以水为例
Unambiguous characterization of in-plane dielectric response in nanoconfined liquids: water as a case study
arXiv · 第一作者：Jon Zubeltzu
针对分子薄水层的介电常数依赖有效厚度选择，研究改用二维面内极化率表征响应。经典分子模拟分别通过涨落耗散与电容器诱导偶极计算得到一致结果，提供无需人为膜厚定义、便于模拟实验比较的响应量。
推荐理由： 澄清限域液体介电测量的定义歧义，直接涉及界面水及软物质线性响应。
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Hopf 分岔处观测量的奇异行为
Singular Behavior of Observables at Hopf Bifurcations
arXiv · 第一作者：Benedikt Remlein
理论表明超临界 Hopf 起振时，时间平均观测量可有限却在某阶导数非解析。周期相位平均消去振幅奇次项，最低存活耦合决定折点或更高阶奇异；化学、电子及气候振子例子展示该层级，无需稳态本身发生奇异。
推荐理由： 统一解释自振系统中观测量的非发散奇异行为，直接关联非平衡分岔与测量指标。
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低于溶胀平衡时的水凝胶力学
Hydrogel mechanics below swelling equilibrium
arXiv · 第一作者：A. Chao Correas
理论与实验表明，低于溶胀平衡的部分干燥水凝胶中，混合压力和孔压主导局部含水量，网络弹性主要适应形状。由此可视为具有环境设定目标体积的不可压固体，分阶段力学描述能重现状态与行为，简化聚合物—流体耦合。
推荐理由： 识别水凝胶不同作用的机械层级并验证简化，是直接软材料力学贡献，不自动归为活性物质。
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外域中的扩散驱动表面自催化
Diffusion-Driven Surface Autocatalysis in Exterior Domains
arXiv · 第一作者：Denis S. Grebenkov
解析研究球外扩散粒子在表面复制与逃向无穷的竞争，三维以上出现有限种群、代数增长和指数增长三种区间。求得分布及高阶矩，并以 Dirichlet-to-Neumann 算子推广到一般外域，联系边界几何与临界催化速率。
推荐理由： 反应—扩散、分支和开放边界几何共同产生临界增长，具有明确非平衡统计价值。
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沉降颗粒对湍流的分形强迫
Fractal forcing of turbulence by settling particles
arXiv · 第一作者：Simone Tandurella
粒子分辨直接数值模拟在高体积分数和密度比下发现，沉降颗粒形成宏观分形簇，以多尺度自相似方式激发远大于单粒尺度的湍流。大尺度簇驱动涨落与已知高波数单粒强迫不同，提出颗粒自组织生成分形强迫的机制。
推荐理由： 颗粒集体结构与跨尺度流动能量注入直接关联非平衡悬浮体系，摘要明确证据来自模拟。
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弱弹性黏性壳层包围的微米黏性射流的超稳定性
Superstability of micrometer viscous jets surrounded by weakly-elastic viscous shells
arXiv · 第一作者：A. Rubio-González
实验显示弱弹性黏性外壳可强烈稳定微米黏性射流。结果支持聚合物黏度超过阈值且松弛时间足以发生线团拉伸时，延伸应力提供稳定作用；高黏射流只需很低聚合物浓度，所研究条件下未见串珠失稳。
推荐理由： 黏弹外壳抑制界面破裂是直接软流体机制，需保留阈值解释来自实验趋势的限定。
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晶面异常标度的起源
Origins of Faceted Anomalous Scaling
arXiv · 第一作者：Maximilien Bernard
界面理论把坡度增量分为典型涨落与罕见跳变，说明所谓晶面异常粗糙既可来自尺寸依赖典型涨落，也可由跳变主导。两个可解模型给出粗糙指数及竞争引起的双分形，表明异常指数并不要求实际存在长直晶面。
推荐理由： 厘清非平衡界面标度的统计起源并给出精确模型检验，直接推进粗化与涨落主线。
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随机反应网络的无模拟近似贝叶斯计算
Simulation-free approximate Bayesian computation for stochastic reaction networks
arXiv · 第一作者：Zekai Li
无模拟近似贝叶斯方法以化学主方程约束构造凸优化，筛选与观测相容的反应参数，避免大量轨迹模拟。作者给出逐步收紧及趋向精确后验的理论保证，在合成基准和单细胞转录爆发数据中展示准确性与计算效率。
推荐理由： 随机反应网络的推断与不确定性有直接生物统计物理价值，提供清晰方法新意。
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耦合相变的模块化 Landau 分析：铁电液晶应用
Modular Landau Analysis of Coupled Phase Transitions: Application to Ferroelectric Liquid Crystals
arXiv · 第一作者：Sisi Guan
模块化 Landau 方法局部松弛非临界母相变量，获得模式耦合与转变阶数修正，再比较全松弛自由能选择平衡相序。铁电液晶模型以同组参数重现既有测量的相序和转变温度，层距则通过独立观测映射拟合。
推荐理由： 耦合序参量的平衡相行为与液晶直接相关，方法清晰且区分自由能预测和观测量拟合。
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Kerr 振子网络中参量放大驱动的雪崩与老化
Avalanches and Aging Driven by Parametric Amplification in Kerr Oscillator Networks
arXiv · 第一作者：Alejandro S. Gómez
非线性耦合 Kerr 参量振子网络中，增益先激活部分模式，频移再逐个把休眠模式拉入增益窗口。等待模式继续衰减，使激活种子变小、驻留时间几何增长并出现对数老化；加性噪声提供种子下限，可加速最慢阶段而保留序列。
推荐理由： 给出驱动耗散网络中雪崩与老化的具体动力学机制，对复杂非平衡松弛有直接价值。
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热力学中的统计决策理论
Statistical decision theory in thermodynamics
arXiv · 第一作者：Yoshihiko Hasegawa
将估计、检验和分类统一到随机热力学的统计决策框架，以两点方法给出最坏参数下最小风险的下界。马尔可夫过程例子把分类及分布估计损失联系到动力学活性，在特定动态下进一步恢复活性或熵产生不确定关系。
推荐理由： 把感知和分类能力的限制连接到热力学资源，是明确的信息与非平衡统计交叉。
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各向异性硬粒混合物的集体扩散
Collective diffusion of anisotropic hard-particle mixtures
arXiv · 第一作者：Anouar El Moumane
由 DDFT 简化得到集体扩散方程，将粒子直接关联引入长时扩散系数修正。硬球及单轴、双轴硬粒混合物的各向同性和向列相给出解析有效系数，连接静态相关与动态松弛，并讨论向有位置序体系推广。
推荐理由： 各向异性混合物的结构—扩散关系直接关联胶体与液晶软物质，不涉及无依据的活性标签。
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波动水动力增加湍流中鱼类运动变异
Fluctuating hydrodynamic forces increase fish locomotor variability in turbulence
bioRxiv · 第一作者：Calicchia, M. A. · 通讯作者：Rui Ni
鱼类在层流与湍流中平均尾拍变化不大，但湍流增强逐周期和不对称拍动波动。准稳态模型预测平均力改变量较小、推力方差随速度涨落平方增长，并指出力与尾速相关可增大机械功，连接流动噪声与运动代价。
推荐理由： 将外部流动涨落、游动变异及能量消耗联系到可检验力学机制，直接贴合生物流体。
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