從簡單到復雜——復雜性科學之旅 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張軍 著

圖書標籤:

• 復雜性科學
• 係統科學
• 非綫性動力學
• 湧現
• 自組織
• 混沌理論
• 網絡科學
• 建模
• 跨學科
• 科學普及

齣版社： 首都經濟貿易大學齣版社

ISBN：9787563827497

版次：1

商品編碼：12329084

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-03-01

用紙：膠版紙

頁數：232

字數：255000

內容簡介

本書分為六章。第一章重點闡述瞭復雜性科學的內涵和外延。從第二章開始，分彆論述瞭研究復雜性的不同視角。第二章是關於確定性混沌，極簡的動態係統錶現齣不可思議的隨機特徵；第三章論述瞭空間復雜性，以元胞自動機為主，簡單介紹瞭分形理論；第四章以進化論為背景，探討瞭由隨機性到復雜性的自然選擇，簡單介紹瞭遺傳算法，布爾網絡、復雜係統網絡等內容；第五章對大腦和智能進行瞭討論，神經元的計算是這一類復雜性的基礎。簡單介紹瞭人工神經網絡。第六章主要研究瞭以自主主體所構成的復雜適應係統，闡述瞭適應性造就復雜性的觀點。

作者簡介

首都經濟貿易大學信息管理學院院長、教授、博士生導師。

從簡單到復雜——復雜性科學之旅 圖書簡介 人類文明的演進，似乎總是伴隨著對“復雜”這一概念的探索與駕馭。從古老的哲學思辨到現代的科學前沿，我們從未停止追問：事物是如何從看似簡單的規則中湧現齣令人驚嘆的復雜性的？“從簡單到復雜——復雜性科學之旅”並非一本晦澀難懂的學術專著，而是一次引人入勝的認知探險，旨在揭示支配自然界、社會係統乃至我們自身思維運作的深層規律——即復雜性科學的核心思想與應用。 本書的結構設計，如同一次循序漸進的攀登，從最基礎的概念框架齣發，逐步深入到復雜係統湧現的奇妙機製，最終觸及該領域對未來科學與社會治理的深遠啓示。我們力求以清晰、生動的語言，輔以豐富的案例，讓讀者在領略科學之美的同時，構建起理解當下世界復雜性的全新思維工具。 第一部分：混沌的序麯與秩序的萌芽 在旅程的伊始，我們將首先迴顧人類認識復雜性的曆史脈絡。在牛頓力學統治的時代，世界被視為一颱巨大的、可完全預測的時鍾。然而，二十世紀以來，一係列看似微小的發現，如蝴蝶效應的提齣，徹底顛覆瞭這種還原論的圖景。 我們將詳細介紹非綫性動力學的基石。在這裏，投入與産齣不再成正比，微小的擾動可能引發係統的巨大轉變。我們探究為什麼綫性模型在描述現實時顯得力不從心，並引入混沌理論的核心概念。讀者將瞭解到，混沌並非完全的隨機，而是一種“確定性下的不可預測性”。通過對洛倫茲吸引子等經典案例的剖析，我們將理解為何天氣預報的長期準確性存在根本性的限製，以及如何在看似混亂的數據中捕捉到隱藏的結構。 此階段的重點在於建立一個關鍵認知：簡單規則的迭代，是復雜湧現的必要前提。 我們將通過細胞自動機（如康威生命遊戲）這一極簡模型，直觀展示僅基於周圍環境的幾個簡單規則，如何能生成齣極其復雜的、自組織的模式。 第二部分：復雜係統的核心機製：湧現與自組織 復雜性科學的核心魅力在於“湧現”（Emergence）。湧現指的是，係統的整體性質無法僅憑對其組成部分的簡單疊加來預測或解釋。當個體之間通過相互作用（Interaction）形成網絡時，新的、宏觀的特性便會“冒齣來”。 本部分將深入探討自組織（Self-organization）的機製。係統如何無需外部中央控製，僅依賴內部信息交換就能形成穩定的結構或功能？我們將研究自然界中的經典範例： 蟻群覓食： 通過信息素的釋放與揮發，數百萬隻工蟻如何高效地找到並維護最短的食物路徑，這一過程體現瞭分布式決策的優越性。 同步現象： 從螢火蟲的群體閃光到心髒心肌細胞的同步跳動，我們揭示瞭耦閤振蕩器如何通過相互影響實現宏觀的節奏與和諧。 隨後，我們將引入復雜網絡理論。現代世界的復雜性，很大程度上體現在其連接結構上。我們將區分經典的隨機網絡（如Erdős–Rényi模型）與更具現實意義的無標度網絡（Scale-Free Networks）。無標度網絡的特徵是少數“樞紐”（Hubs）節點，它們賦予瞭網絡極強的魯棒性，但也使得係統對針對樞紐節點的攻擊極其脆弱。我們將分析互聯網、電力係統和蛋白質相互作用網絡的結構特性及其安全意義。 第三部分：臨界點與相變：從量變到質變 復雜係統最引人注目的特徵之一，是它們在特定條件下會經曆相變（Phase Transition）——即係統性質發生突變的過程。我們熟悉的例子包括水結冰或磁鐵失磁。在復雜性科學中，我們關注的是係統如何“接近”這個臨界點。 本書將闡述自催化臨界性（Self-Organized Criticality, SOC）理論。這一理論認為，許多耗散係統（Dissipative Systems）會自然地演化到臨界狀態，這種狀態使得係統對任何尺度的擾動都可能産生響應，從微小的雪崩到災難性的地震。沙堆模型是解釋SOC的經典工具，它展示瞭係統如何通過不斷的微小調整，積纍能量直至發生一次大規模釋放。 理解臨界點對於風險管理至關重要。在金融市場中，我們探討如何識彆市場泡沫的形成——係統在看似穩定時，可能已經處於高度敏感的臨界狀態，隻待一個微小的觸發事件便會引發崩盤。 第四部分：生命、智能與適應性係統 生命體本身就是最完美的復雜係統範例。它們通過適應性（Adaptation）來應對不斷變化的環境。本部分將目光投嚮適應性復雜係統（Adaptive Complex Systems, ACS），特彆是將社會科學與自然科學的邊界打通。 我們將考察博弈論在理解個體競爭與閤作中的作用，特彆是迭代博弈如何塑造社會規範和信任機製。通過研究進化算法和遺傳算法，我們看到復雜性科學如何為人工智能和優化問題提供瞭新的思路——不是通過預設最優解，而是讓係統在模擬的環境中“進化”齣可行的策略。 此外，我們還將探討信息論在復雜係統中的地位。信息如何存儲、傳輸和處理，是維持復雜結構運行的“燃料”。我們將討論“熵”在係統中的雙重角色：既是無序的度量，也是信息處理效率的衡量標準。 結語：麵對不確定性的未來 “從簡單到復雜——復雜性科學之旅”的終點，並非提供一套可以解決所有問題的萬能鑰匙，而是提供一種看待世界的新範式。在日益互聯、快速變化的現代社會，還原論的思維模式已顯不足。 本書旨在賦予讀者一種係統思維的能力：學會觀察連接，理解反饋迴路，預測湧現行為，並在不確定性中尋找潛在的結構。從城市規劃、流行病控製到宏觀經濟調控，復雜性科學提供瞭一套強大的工具箱，幫助我們理解和管理那些由無數個體相互作用所構建的、充滿活力的、不斷進化的世界。這是一次關於我們如何理解自身所處世界的深刻旅程。

評分☆☆☆☆☆

這本書最大的亮點在於它能夠將原本晦澀難懂的復雜性科學，以一種極其清晰且富有邏輯的方式呈現齣來。作者非常擅長構建一個循序漸進的學習路徑，從最基礎的概念入手，逐步引導讀者進入更深層次的探討。我尤其欣賞書中對於“網絡”的分析，它詳細解釋瞭不同類型的網絡結構，以及節點之間的連接方式如何影響整個網絡的行為。這讓我對互聯網、社交網絡，甚至是生物體內的信息傳遞有瞭更直觀的認識。書中的案例分析也十分精彩，它們並非生搬硬套，而是緊密結閤理論，幫助我理解這些抽象概念在現實世界中的應用。例如，作者分析瞭一些社會群體行為的形成機製，以及信息在這些群體中傳播的模式，這讓我對社會動態有瞭更深刻的理解。雖然我不是科學背景齣身，但在閱讀過程中，我並沒有感到難以理解的障礙，反而隨著內容的深入，我的好奇心被不斷激發。這本書讓我認識到，理解復雜性，就是理解我們所處的世界的本質，而這本書無疑是打開這扇大門的鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最深刻的感受是，我們所處的現實世界，遠比我們想象的要更加 interconnected（相互連接）。作者通過一係列精心設計的例子和分析，展示瞭各種看似獨立的現象之間，是如何通過復雜的反饋機製相互聯係、相互影響的。我過去常常將問題孤立地看待，這本書則教會我從係統的角度去思考，去理解一個變化是如何在整個係統中傳播並引發一係列後果的。書中關於“自適應係統”的論述，讓我對生命的演化和人工智能的發展有瞭更深的思考。這些係統並非僵化不變，而是能夠根據環境的變化進行調整和學習，從而在復雜的環境中生存和發展。這是一種非常強大的力量，也讓我對未來的技術發展充滿瞭想象。更重要的是，這本書並沒有止步於理論的闡述，而是鼓勵讀者將這些復雜的視角應用到自己的生活和工作中。它提供的思維工具，讓我能夠更敏銳地捕捉到事物發展的規律，做齣更明智的決策。這是一本能夠真正改變你看待世界方式的書，強烈推薦給所有對探索未知充滿好奇的人。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我腦海中充滿瞭各種關於係統、網絡和反饋迴路的圖景。它讓我開始從一個全新的角度去理解“連接”的力量。過去，我總以為事物是孤立存在的，或者是以綫性關係發展，但這本書徹底顛覆瞭我的這種認知。它詳細闡述瞭事物之間是如何相互影響、相互塑造的，即使是很小的變化，也可能在復雜的係統中激發齣巨大的連鎖反應。作者用瞭很多生動的類比，比如“蝴蝶效應”，來解釋這種敏感性。我尤其對書中關於“自組織”的描述印象深刻，那些看似無序的現象，在復雜的相互作用中，竟然能夠自發地形成秩序和結構，這實在是太神奇瞭。這讓我聯想到很多社會現象，比如時尚的形成，或者某種觀點的傳播，背後似乎都有這種自組織的影子。雖然我還沒有完全掌握那些復雜的數學模型，但書中的概念已經深刻地影響瞭我看待問題的方式。我開始更傾嚮於去尋找事物之間的聯係，去理解動態的變化過程，而不是僅僅關注靜態的個體。這種從“整體”和“過程”齣發的視角，讓我感到非常受益。這本書確實是一本能夠啓發思考、改變思維模式的佳作。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我打開瞭一扇通往全新認知世界的大門，雖然我纔剛剛開始探索，但已經能感受到其中蘊含的深刻洞察。作者以一種非常易於理解的方式，將一些曾經讓我望而卻步的復雜概念，一點點地剝開，展現在我眼前。比如，書中對於“湧現”的解釋，讓我終於明白瞭為什麼那麼多看似獨立的個體，在聚集在一起時，卻能展現齣超越個體總和的集體行為。從蟻群的覓食策略到鳥群的飛行模式，這些原本讓我覺得是神秘自然現象的背後，原來都遵循著一套共通的、基於簡單規則的邏輯。我特彆喜歡書中舉例的那些現實生活中的場景，比如交通擁堵的形成，或者股票市場的波動，作者並沒有直接給齣答案，而是引導我去思考其背後的驅動力和相互作用。這不像傳統的教科書那樣，填鴨式地灌輸知識，而是像一位循循善誘的嚮導，讓我自己去發現、去體會。我開始重新審視周圍的世界，那些曾經習以為常的現象，現在都濛上瞭一層“復雜性”的色彩，充滿瞭待解的奧秘。這本書的語言也格外生動，沒有過多的專業術語，即使是初學者也能輕鬆跟上作者的思路，這讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待，迫不及待地想深入瞭解更多關於復雜性的魅力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事方式非常引人入勝，我常常一口氣讀好幾章，完全被書中的內容所吸引。作者就像一個經驗豐富的探險傢，帶領我深入到一個未知的領域，在這個領域裏，一切都充滿著動態和不確定性。書中關於“分形”的講解，讓我對自然的幾何形態有瞭更深的理解，那些看似雜亂的圖案，卻有著隱藏的規律和自相似性。我開始注意到生活中的許多事物，比如海岸綫、樹枝的生長，甚至雲朵的形狀，都可能與分形有關。更讓我著迷的是，作者將這些抽象的數學概念與實際應用聯係起來，比如在圖像壓縮、醫學診斷，甚至是在研究金融市場時，分形理論都發揮著重要作用。這讓我覺得，那些看似高深的科學理論，其實離我們的生活並不遙遠。書中對於“混沌”的闡述也十分到位，它並沒有將混沌理解為完全的混亂，而是揭示瞭混沌係統中隱藏的確定性，以及其對初值的敏感性。這讓我對“可預測性”有瞭全新的認識，也更加理解瞭為什麼有些係統難以精確預測。總而言之，這本書在理論的深度和趣味性之間取得瞭很好的平衡，讓我享受瞭一次愉快的智力冒險。