前言

20世紀是人類歷史上的偉大世紀。1900年，希爾伯特在巴黎召開的第二屆世界數學家大會上的著名演講中提出了23個數學難題，這是牛頓-歐幾里得經典體系的最后的歷史宣戰。20世紀的開端迎來了世界物理學新體系的黎明，愛因斯坦于1905年和1916年提出來的相對論，以及波爾等人在20世紀30年代完成的量子力學證明，讓人類對宇宙的認知進入了新的時期；1931年哥德爾提出了以他的名字命名的哥德爾定理，這是人類認識自然世界的歷程中偉大的里程碑。之后電子計算機、DNA等人類歷史上的重大發明和發現逐一出現，并且多數發生在20世紀上半葉，20世紀下半葉雖然成就輝煌，但是遜色于20世紀上半葉，因為20世紀上半葉的成就是生根破土，下半葉的成就是開花結果。相信人類已經進入的21世紀也必定碩果累累。也許，基礎成就可能略遜一籌，但是歷史成果將驚天動地。

筆者從事電子科學與技術，態度忠誠、勤奮、執著、堅守、不為他動乃至終生，最終發現電子科學技術的最高境界就是非線性電子技術，電子科學技術中模擬電子科學技術發展到非線性階段，完成了一個多世紀發展的完整周期，電子科學技術不會停步，但是它的生命周期已經完整，就像完工的航船，它的發展不是航船的建設而是航船的航行問題，因為它已經駛入深海。從電子科學技術課程體系來看，模擬電子技術的主干是電磁學——電路基礎（電路分析）——基礎模擬電子學——通信電子學（曾用名為高頻電子學、非線性電子學等）——非線性電子學。至此，電子學的發展畫上了句號。這里要說明的是，混沌電子學的范疇應該包括數字混沌電子學內容，筆者對此并不持有反對態度，但是作為學科范疇的劃分，這一部分不在混沌電子學的主干線上。

本課題組非線性研究先以科學前沿研究為出發點，之后才開設研究生課程，包括碩士研究生與博士研究生的課程，并擴展到本科生的畢業論文與畢業設計指導。近年來，隨著非線性科學內容介紹到中學課本（見參考文獻[1]）中，已經出現了中學生了解非線性科學成果的需求。在高職高專學校，也有部分專業的教師與學生介入到了混沌電路的科技創新中。截至目前，科學技術領域發表了大量的、類型繁多的混沌電路論文與技術報告，同時許多初涉本領域的科技工作者迫切需要一本比較全面介紹混沌電路匯編的書。筆者認為，出版一本資料型混沌電路書的時機已經到來，本書就是在這樣的背景下編寫出來的。

本書的寫作目的，是向讀者提供一本手冊式的混沌電路匯編書籍，不奢求闡述深刻，但追求核心內容豐富與講解深入淺出，使讀者不必具有較深的專業基礎就能得到頗為意外的收獲，將深奧的混沌電路知識在相對輕松的閱讀過程中得以掌握。要求讀者具有理工科基礎電工學知識即可，甚至有些高中生也能夠讀懂本書的所有內容。對于專業工作者，本書提供手冊式的混沌電路匯編，特別適合混沌電路實驗工作者使用。本書內容還試圖向高職高專學校滲透，提供一本適合高職高專教師專用的書籍。

本書內容主要包含國內外混沌電路設計的成果，在國內與國外成果選取中，國內所占比例較大，在國內成果選取中本書作者所在團隊成果選取比例較大，突出了三個團隊科研人員的研究成果，分別是魯南經貿學院（原山東外國語職業學院）信息工程學院、蘭州大學信息科學與工程學院電路與系統研究所、西北師范大學物理與電子科學學院及其畢業后繼承這一方向的科研人員，另外，為了使得本書內容更加具有廣泛性，適當收集了國內外學者的一些重要成果，對于他們的工作，我們表示深深的謝意。

參加本書中所介紹的項目研究工作的人員有蘭州大學教師杜桂芳、李守亮、林宇等，研究生徐冬亮、朱雪峰、舒秀發、齊春亮、王兆濱（博士）、陳昱蒞（博士）等，本科生李生華、王紹偉、張志強、鄧玉華等；西北師范大學教師楊志民（教授）、馬勝前（教授），研究生張潔、閆紹輝、呂恩勝、裴東、張媛等；山東外國語職業技術大學的杜琳（副教授）、許崇芳（副教授）、孫洪濤（博士）、高巖、秦玉嬌等。

本書基于的本課題組成果有專著3部，SCI、EI、CSCD、CSSCI等論文30余篇，發明與實用新型專利50余項，省級科研立項2項，省市級科學技術成果及獎勵多項，“非線性（混沌）電路試驗箱”產品已經開始推廣使用，指導十余項碩士與博士學位論文及約二百項本科生畢業論文與畢業設計報告，指導數名高中生的社會實踐活動。這些成果是構成本書結構的磚瓦與基石。

筆者在決定編寫本書時已經七十多歲了。從事混沌電路教學、科研、科普工作的十八年，正是國際政治風云變幻、科學技術波瀾壯闊的時代，筆者直接接觸或深度接受本領域國際國內一流科學家的思想與方法，職業生涯涉及指導博士生、碩士生、本科生、專科生到中小學生的各種學生與相關人員，深知他們的思想狀況，也認真地觀察過歐美國家的本領域核心人物的思想方法，結合筆者終生從事的電子學電路的教學、科研、工程、科普等專業，雖一開始無意于將本書編寫成高大上的著作，也僅僅是編寫一本資料性的混沌電路工程工具書，但是，越編寫越是覺得有必要基于非主流混沌電路編寫一本混沌著作，筆者的良心使命感緊緊地聯系這一觀點，投入的精力與心血超過了本書的題目《混沌電路工程》。筆者目睹人類歷史上最為壯麗的畫卷，在這樣的背景下偶然地被“卷入”到混沌電路的教學、科研、科普工作中，自我感覺非常幸運，愿意與讀者共享這一特殊的成果。

本書由蘭州大學張新國、劉冀釗，河西學院熊麗、蘭州大學馬義德撰稿。劉冀釗執筆第2章2.2節、2.3節、2.5節、2.9～2.11節與第5章；熊麗執筆第2章2.4節、2.6節、2.7節、2.8節、2.12節、2.13節與第3章；馬義德執筆第2章2.1節、第4章與附錄；其余部分由張新國執筆。本書受到蘭州大學科研啟動金、復旦大學專用集成電路與系統國家重點實驗室開放課題（the Open Project of State Key Laboratory of ASIC&System）（課題編號：2018KF001）和國家自然科學基金（編號：62061014）的鼎力資助與支持。

張新國

2020年12月