他在哈密頓體系、量子混沌、混沌控制及同步、混沌通信、混沌時間序列分析、半導體雷射器動力學、隨機動力學體系與隨機共振、計算生物學等廣泛的線性領域均有深入理論和實驗研究。在混沌控制與同步以及混沌通信方面,他首先提出通過控制的方式實現混沌體系同步的想法;並提出了許多控制的方法。在混沌時間序列分析中,解釋了一系列的基本問題,並且將它用於分析癲癇病患者的EEG(ECoG)信號。對於在外腔半導體雷射器中低頻漲落的基本動力學機制,給出了一系列的結論,並且為實現漲落的最小化提出了許多方法。在隨機動力學體系中,發現了向混沌狀態的基本轉變。在無標度網路中,發現攻擊誘導的級聯崩潰現象,提出理論解釋了複雜網路中同步的基本機制;發現複雜網路的語言結構;提出模型來討論複雜網路中的交通流和交通阻塞問題從生物物理的角度,為中樞聽覺系統中的信息處理和心臟起博細胞構建了具體的建模框架;基於鋒列數據,發展了測量和特徵化神經相互作用的程式,並且解決了生態系統中與種群共存相關的一些基本問題。
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