具体描述
蚂蚁在组成群体时为何会表现出如此的精密性和具有目的性?数以亿计的神经元是如何产生出像意识这样极度复杂的事物?是什么在引导免疫系统、互联网、全球经济和人类基因组等自组织结构?这些都是复杂系统科学尝试回答的迷人而令人费解的问题的一部分。
理解复杂系统需要有全新的方法.需要超越传统的科学还原论,并重新划定学科的疆域。借助于圣塔菲研究所的工作经历和交叉学科方法,复杂系统的前沿科学家米歇尔以清晰的思路介绍了复杂系统的研究,横跨生物、技术和社会学等领域,并探寻复杂系统的普遍规律,与此同时,她还探讨了复杂性与进化、人工智能、计算、遗传、信息处理等领域的关系。
作者简介
梅拉妮•米歇尔(Melanie Mitchell),研究复杂系统的前沿科学家,美国波特兰州立大学计算机科学教授,圣塔菲研究所客座教授。
目录信息
致谢
第一部分 背景和历史
第1章 复杂性是什么
昆虫群落
大脑
免疫系统
经济
万维网
复杂系统的共性
如何度量复杂性
第2章 动力学、混沌和预测
动力系统理论的起源
对预测的重新认识
线性兔子和非线性兔子
逻辑斯蒂映射
混沌的共性
混沌思想带来的革命
第3章 信息
信息是什么
能量、功、熵
麦克斯韦妖
统计力学提要
微观态与宏观态
香农信息
第4章 计算
什么是计算?什么可以计算
希尔伯特问题和哥德尔定理
图灵机和不可计算性
定义为图灵机的明确程序
通用图灵机
图灵对判定问题的解决
哥德尔和图灵的命运
第5章 进化
达尔文之前的进化观念
达尔文理论的起源
孟德尔和遗传律
现代综合
对现代综合的挑战
第6章 遗传学概要
第7章 度量复杂性
用大小度量复杂性
用熵度量复杂性
用算法信息量度量复杂性
用逻辑深度度量复杂性
用热力学深度度量复杂性
用计算能力度量复杂性
统计复杂性
用分形维度量复杂性
用层次性度量复杂性
第二部分 计算机中的生命和进化
第8章 自我复制的计算机程序
生命是什么
计算机中的自我复制
自我复制程序的深层意义
DNA的自我复制
冯•诺依曼的自复制自动机
冯•诺依曼
第9章 遗传算法
遗传算法菜谱
遗传算法的应用
进化的罗比,易拉罐清扫机器人
GA演化的策略是如何解决这个问题的
GA是如何演化出好的技巧的
第三部分 大写的计算
第10章 元胞自动机、生命和宇宙
自然界中的计算
元胞自动机
生命游戏
四类元胞机
沃尔夫勒姆的“新科学”
第11章 粒子计算
第12章 生命系统中的信息处理
什么是信息处理
免疫系统
蚁群
生物代谢
这些系统中的信息处理
第13章 如何进行类比(如果你是计算机)
容易的事很难
进行类比
我对类比的认识经历
简化的类比
模仿者
如何做到
模仿者程序
运行模仿者
总结
第14章 计算机模型
模型是什么
理想模型
对合作的进化进行模拟
建模的好处
计算机建模注意事项
第四部分 网络
第15章 网络科学
小世界
网络新科学
什么是网络思维
到底什么是“网络”
小世界网络
无尺度网络
网络稳健性
第16章 真实世界中的网络
真实世界中的网络
网络思想的意义
无尺度网络是如何产生的
幂律以及对其的质疑
网络中的信息传播和连锁失效
第17章 比例之谜
生物学中的比例缩放
一次跨学科合作
幂律与分形
代谢比例理论
理论的应用
争议
幂律的未解之谜
第18章 进化,复杂化
遗传,复杂化
基因是什么
进化发育生物学
基因调控和考夫曼的“秩序的起源”
对考夫曼的研究的反响
总结
第五部分 尾声
第19章 复杂性科学的过去和未来
统一理论和一般性原理
复杂系统研究的根源
五个问题
复杂性的未来,等待卡诺
附录 访谈——梅拉妮•米歇尔谈复杂性
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
复杂,是这个世界的本质,也是人类的本质。 世界是复杂的 物理学家霍金曾被问过这样一个问题:“有人说,20世纪是物理学的世纪,而我们正在进入生命科学的世纪,您怎么看?” 霍金回答说:“我认为,下一个世纪将是“复杂性”的世纪。” 复杂,是这个世界的本质,也是人类的本...
作为一个研究复杂系统行为的人,我读此书时格外认真。自从在北京三联书店时光咖啡馆邂逅这本书,屈指算来,大概断断续续读了有一个月。 当我们说我们研究系统,通常并不是指非常简单的系统。因为那样的系统很容易理解,很容易模拟。因此本书书名很恰当--复杂。复杂系统普遍有...
上次看的地方有几页都折起了一角以作为线索,顺序下来先是混沌,嗯,从一片混沌开始,重新开始。 “19世纪时,数学和科学被认为无所不能”,然后,“20世纪早期在数学和物理上的发现表明,这个无所不能实际上并不存在。量子力学和混沌摧垮了精确预测的希望,哥德尔和图灵的结...
用户评价
读这本书,总有一种自己在跟随一个经验老道的向导,穿越一片未知的丛林的感觉。他不会直接告诉你哪里有危险,哪里是坦途,而是让你自己去感受,去辨别。我最喜欢书中描述的关于人类社会组织演变的部分。作者并没有用枯燥的理论去阐述,而是通过几个不同文化背景下,社会结构从简单到复杂,再到某种程度上的“失衡”的过程,生动地展现了“复杂性”是如何在群体互动中产生的。 特别是在描述一个古老文明的兴衰时,我被作者对细节的捕捉能力所折服。他不仅仅关注政治和经济,更是深入到日常生活中的一些细微之处,比如人们的信仰、习俗、甚至是口头禅的变化。他通过这些细节,展现了一个文明在面对内部矛盾和外部压力时,是如何一步步走向衰败的。这种叙述方式,让我觉得非常真实,仿佛我就是那个时代的旁观者,看到了历史的脉络是如何一点点被侵蚀的。这本书让我开始思考,我们现在所处的社会,是否也隐藏着类似的“复杂性”的种子。
这本书的名字叫做《复杂》,拿到它的时候,我还在犹豫,想着“复杂”到底意味着什么?是内容艰深,还是结构晦涩?然而,翻开第一页,我便被一种难以言喻的氛围所吸引。作者似乎并没有一开始就抛出什么惊世骇俗的理论,而是像一位老朋友,娓娓道来。 我尤其喜欢书中对某个特定历史事件的叙述。作者花费了大量的笔墨去描绘那个时代的社会背景,从宏观的政治格局到微观的市井生活,无不细致入微。他通过大量鲜活的细节,让我们仿佛置身其中,亲历那些波澜壮阔的时刻。我记得书中有一段描写,关于一个默默无闻的小人物,如何在时代的洪流中,做出一个看似微不足道的决定,但这个决定却如同投入湖面的石子,激起了层层涟漪,最终影响了事件的走向。这种对个体与宏观之间微妙联系的洞察,让我对“复杂”二字有了初步的理解。它并非是简单堆砌的困难,而是一种事物内在的、多层次的交织与互动。
这本书,怎么说呢,它像是一杯浓烈的酒,需要慢慢品味,才能体会其中的醇厚。一开始,我被书中描绘的宏大世界观所吸引,但随着阅读的深入,我发现作者的重点并非在于构建一个完美的虚构世界,而是通过这个世界,去探索一些更深层次的哲学命题。我尤其对书中关于“意识”和“自由意志”的讨论印象深刻。作者并没有给出一个明确的答案,而是提出了一系列令人深思的问题。 我记得书中有一段,描述了一个角色,他拥有能够预知未来的能力,但他却发现,无论他如何努力去改变,最终的结果似乎都无法逃脱既定的命运。这让我非常震撼。它挑战了我一直以来对自由意志的理解。我们所做的每一个决定,是否真的源于我们的自主选择,还是早已被某种更强大的力量所安排?这本书并没有直接告诉我答案,而是通过这种引人入胜的故事,让我自己去寻找。它让我开始审视自己,审视我们所处的现实,思考“复杂”的本质,是否也包含着某种我们无法理解的宿命。
我一直觉得,有些书,读完之后,你会觉得自己的思维被拓宽了,而《复杂》这本书,恰恰就是这样一本。它没有给我一个现成的结论,但它教会了我如何去思考,如何去理解那些看似难以捉摸的事物。我特别喜欢书中关于“系统思维”的讲解。作者用了很多生动形象的比喻,将抽象的概念变得易于理解。 比如,他用一个生态系统的模型,去解释社会现象。在一个生态系统中,每一个物种都扮演着重要的角色,它们之间相互依赖,相互制约。任何一个环节的改变,都可能引发整个系统的连锁反应。我立刻联想到了我们生活中遇到的很多问题,比如交通拥堵、信息传播、甚至人际关系。很多时候,我们只看到了问题的表面,而忽略了其背后复杂的系统性。这本书让我开始尝试用更宏观、更整体的视角去分析问题,去寻找那些隐藏在表象之下的深层联系。它让我明白,“复杂”并非是无序和混乱,而是一种内在的、有序的交织。
这本书给我的感觉,就像是在一个巨大的迷宫中探索。你以为你已经找到了出口,却发现前面又是一个新的岔路。作者在构建叙事的时候,似乎非常享受这种“出其不意”。我记得有一次,我沉浸在对某个角色命运的预测中,觉得一切都已尘埃落定,结果下一章,一个我从未设想过的转折突然出现,瞬间颠覆了我之前的判断。这种设计,让我在阅读的过程中始终保持着高度的警觉和期待。 而且,书中并没有刻意去回避一些模糊不清或者难以解释的现象。相反,作者似乎热衷于展现事物的“不确定性”。他提出的问题,往往没有标准答案,而是引导读者去思考,去质疑,去形成自己的见解。我印象最深的是书中关于“因果关系”的讨论。我们习惯于认为,一个原因必然导致一个结果,但作者却通过几个精心设计的案例,揭示了现实世界中因果链条的脆弱和多变。有时候,一个看似无关紧要的因素,却可能成为决定性的力量,而那些我们认为理所当然的原因,反而可能被其他因素所抵消。这种对既定逻辑的挑战,让我感到既兴奋又有些不安。
对我的思想升级起到巨大作用
这本书让我以一个全新的角度来认识世界。
这本书让我以一个全新的角度来认识世界。
作者是侯世达的女弟子,所以此书可视作《哥德尔、艾舍尔、巴赫:集异璧之大成》的学生篇,它不像老师那般诘诎,至少遗传算法的程序举例还能让人看懂。主题照例大综合,讲了混沌系统普适性、元细胞自动机的自复制、霍兰德搜索与开发平衡、阿克塞尔罗德的合作进化、沃尔夫勒姆的等价性,以及小世界网络、无尺度网络等等,重在讲解无中央控制的复杂系统
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