噪声(布朗运动，涨落，随机力)可以在特定的场合下起到建设时空有序结构、减少信息丢失、探测微弱信号等建设性的作用，近年来这已经成为非平衡统计与非线性动力学领域内的共识。这方面最突出的例子就是随机共振和分子马达(布朗棘齿)，其它的例子还有噪声诱导相变、噪声诱导共振、噪声增强稳定性、噪声增强同步等等，新的此类现象还在不断发现中。研究此类问题对于深入了解介观层次物理化学过程的动力学特性与统计特性，揭示细胞、亚细胞层次的生命本质有着重要的意义。 随机共振是指体系输出的信噪比在特定的噪声强度下取最大值。在具有内禀振荡的非线性体系中，没有外信号时也可以发生类似的现象，被称为相干共振。在耦合体系中，平均场感受到的实际噪声强度是受到耦合体系体积大小调制的，因此体系平均场的信噪比在耦合体系特定的体积取最大值，这种现象被称为系统体积共振。本论文的工作就是针对相干共振和系统体积共振而展开的。 论文第一部分选择的研究对象是一氧化碳铂单晶表面催化氧化反应。非均相表面催化反应，由于其重要的科学意义与应用价值，一直是科学研究的前沿。其中各种过程，如吸附、脱附、扩散、热传导、反应、相变等等的耦合，导致了非常复杂的动力学行为。我们考察了其中特殊的动力学状态——Canardexplosion:一种振荡周期与振幅在很小的参数区间内爆炸性增长的现象。接下来我们确立了Canardexplosion与相干双共振之间的因果关系，由此发现了噪声可以诱导出两种不同性质的振荡：近简谐振荡与驰豫振荡。噪声强度可以在这两种振荡中进行选择，实际上也就选择了反应速率和产率。我们还预测这种噪声强度选择振荡形式的作用在其他场合，特别是生命体系内，可能会有更加令人感兴趣的效应(这方面的工作发表在J.Phys.Chem.和ScienceinChinaSer.BChem.上)。 论文第二部分的研究对象是耦合神经元体系。神经元动力学是物理化学与非线性科学和生命科学的交叉领域之一。神经元的电信号——动作电位的发生，就是一种典型的阈值系统的驰豫过程，它起源于细胞膜上不同离子通道激活(失活)的时间尺度有很大的差异。我们首先考虑了耦合神经元系统体积共振而带来的系统大小对外信号的选择效应，发现了新奇的选择规律：公倍数周期谱。我们得到的结果与哺乳动物次昼夜周期节律与动物个体大小之间的关系是相吻合的。考虑到神经系统在发育和活动中的可塑性，于是我们考虑了耦合结构的变化对频率选择的影响。我们发现随着网络连接的增多，耦合体系逐渐感受到外信号而不感受内信号，这与神经系统发育过程是一致的。我们还发现，在这个过程中随机长程连接边优于近邻规则连接边，并且导致了频率选择对网络结构的敏感性。(这方面的工作发表在Phys.Chem.Chem.Phys.上)。