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。
唐璐,博士,毕业于中国科学院数学与系统科学研究院,现任教于湖南大学。
目录
目录:
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前言
致谢
第一部分 背景和历史?
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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
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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
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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
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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
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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
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第6章 遗传学概要
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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
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第二部分 计算机中的生命和进化?
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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
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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
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第三部分 大写的计算?
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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“”
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第11章 粒子计算
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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
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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
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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
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第四部分 网络?
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第15章 网络科学
小世界
网络
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
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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
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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
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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
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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
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附录 访谈——梅拉妮·米歇尔谈复杂性
参考文献
内容摘要
主编推荐
复杂性研究是在解决什么问题?作者以平实的语言,从研究理论与实践成果两方面介绍了复杂性研究的基本思想。
这也是一本涉及跨学科的新领域科学著作,很适合我们深入了解这个新领域的主要动向。
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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复杂的事物?是什么在引导免疫系统、互联网、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。
媒体评论
米歇尔深入浅出地介绍了复杂系统的基本概念,地揭示了来自计算的关键思想是如何统一看似无关的现象。——西蒙·莱文(simon A Levin)
这本书终出观了!多年来人们一直不断问我,他们应该到哪里学习复杂性理论的基础。现在我有答案了:读米歇尔的书。它思路清晰、通俗易懂,无论是对于支持者还是反对者,它都观点中立。她是工作在前沿的科学家,同时又是的阐释者。《复杂》一书是了解这个让人兴奋的领域的*途径。——史蒂文·斯托加茨(Steven wtrogaz),康尔大学应用数学讲座教授,《同步》(Sync)的作者
米歇尔的著作介绍了重要的复杂性研究,详细阐释了对从许多复杂系统中涌现出的共性的研究,可读性极强,范围涵盖混沌、信息论、计算、进化、遗传学、社会学到生命本身。《复杂》一书显然是这个领域*好的通识读本。——马克·佩格尔(Mark Pagel),英国雷丁大学(Reading University)生物学教授圣塔菲研究所客座教授
米歇尔以一种深入浅出的方式带我们领略了内涵广泛的复杂性科学。从混沌理论到元胞自动机再到网络,米歇尔活泼而富有思想的笔调既让人愉悦,又发人深省。——邓肯·沃茨(Duncan watts),雅虎研究院基础研究科学家,康奈尔夫学社会学教授
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