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涌现
本书作者是当今最具有创新意识的思想家之一,本书也是对涌现现象进行深入探索的第一部著作。在本书中,作者比较了显示涌现现象的不同系统和模型,展现了它们之间共同的规则或规律,讲述了从“蕴含着规范、能够生成像巨大的红杉和普通的雏菊那样复杂而独特结构”的微小种子,到能够通过自学习在西洋跳棋游戏中让设计者一败涂地的计算机;从能够修建桥梁、跨越深沟和驾驭树叶之舟在溪流上航行的蚁群,到诗人充满感情的创作等涌现现象的具体表现。 涌现的概念(即整体大于其各部分之和)简单得令人惊讶,然而它在科学、商业以及艺术等诸多领域牛都具有极深的寓意。本书中,作者用深入浅出的描述向我们生动地阐明:涌现的理论能够预言许多复杂的行为,同时也给予我们关于生命、智慧和组织的很多启示。 序言 第一章 启程之前 走向何方 模型 研究道路上的困难 取得的进展 第二章 游戏与数字 西洋跳棋和神经网络 模型中的秘密 棋类游戏及规则 数字 积木块 计算机模型 第三章 地图、对策论和计算机建模 博弈和对策论 涌现——初露端倪 动态模型 计算机模型——进一步的研究, 第四章 西洋跳棋 困难何在 塞缪尔是如何做的 对走法的估价 由估价到策略 学习的过程 使学习过程运转起来 需要注意的问题 权重改变引起的涌现结果 小结 第五章 神经网络 神经元的特征 为神经元建模 固定阈值的神经元网络 区别与局限 有关神经元的更多特征 带环路的网络 无限期的记忆 三角形的识别——一个例子 综合 对比 继续前进 第六章 普适理论 基于主体的模型 计算机的参与 涌现和非线性 普适理论的基本要求 第七章 受限生成过程 机制 相互作用和连接 元胞自动机 第八章 西洋跳棋程序和其他受限生成过程模型 塞缪尔的西洋跳棋程序 中枢神经系统模型 复制猫 第九章 变易 具有可变结构的受限生成过程模型 示例 遗传算法和可变结构的受限生成过程模型 关于涌现的进一步理解 第十章 层次描述和还原方法 层次 如何组装元胞自动机 第十一章 隐喻和创新 科学中的创新和创造 对隐喻的初步探讨 隐喻和模型的关系 创新的培育 小结 诗歌和物理学 第十二章 结束语 作为总结的“结束语” 作为继续研究起点的“结束语” 综合 关于涌现的进一步研究 涌现的目标 涌现研究的远期目标 -
六度分隔
正如副标题所表明的,《六度分隔:一个相互连接的时代的科学》的基本内容是介绍一门正在形成中的新科学——关于网络的一般规律的科学。有这样一门科学吗?它的内容和方法是什么?近年来,这门学科有什么实质性的进展吗?在《六度分隔:一个相互连接的时代的科学》中,作者根据自己的亲身经历娓娓道来,用讲故事的方式,对于这些问题给出了令人信服的回答 除了简要的背景和总结以外,《六度分隔:一个相互连接的时代的科学》可以分成两大部分前半部分讲述了学科产生的背景和主要的理论模型其中特别值得注意的是,第3章介绍的是小世界网络模型,第4章介绍无标度网络模型,第五章则介绍了关于搜索的模型这三章的介绍包括了这些模型的内容和意义这三章具有较强的理论性后半部分则广泛地介绍了在若干应用领域的应用状况。第6章讨论了疾病和计算机病毒的传播中的问题第7、8章研究了另外一些社会现象,例如,文化时尚、政治动乱,金融泡沫等告诉了我们什么。第9章则讨论了组织的坚固性和它对现代公司企业的启示。最后第10章对全书进行总结,提出一个简要的概括 对于具有高中以上文化基础的社会大众来说,可以通过阅读《六度分隔:一个相互连接的时代的科学》概括性地了解关于网络新科学的概况与最新进展而对于有兴趣深入了解现代系统科学,以及正在形成中的一般网络科学的读者,《六度分隔:一个相互连接的时代的科学》则是一个很好的入口和索引。 -
小小世界
《小小世界》内容简介:每个人都熟悉所谓“小世界现象”:当你遇见一个陌生人交谈不久之后,往往会惊奇地发现:“原来我们有共同的朋友!”或者说,仅通过几个熟识的人,我们就早已经相互联系在一起了,在这《小小世界》(有序与无序之间的网络动力学)中,邓肯·瓦茨(Duncan watts)将这种有趣的现象——俗称“六度分离” (six degrees of separation)——作为研究更一般现象的引子即证明了:在某种特定的条件下,小世界现象会出现在任何一种类型的网络之中。能够作为这一研究素材的网络无所不在:大脑是一个神经网络;社会上的组织是人际网络;全球的经济是国民经济组成的网络,国民经济又是市场组成的网络,而市场则是相互作用的生产者和消费者组成的网络。食物链、生态系统以及因特网也都表现出网络特征。此外,解决某一问题的策略,一次谈话中的主题,甚至一种语言中的词汇都能够形成某种意义上的网络。作者断言,这些网络都将归为“小世界网络”。这类网络是如何作用的呢?简单地说,是局部行为导致了全局性的结果,而局部动态特性和全局动态特性之间的关系,则主要依赖于网络的结构,瓦茨利用多种简单的模型阐明了这一关系的微妙之处,这些模型包括:人群中传染病的传播;博弈论中合作的演化;元胞自动机(即Cellutar Automata,CA)的计算能力以及耦合相位振子的同步等等。 -
失败的逻辑
为什么铁路信号系统工作正常时,列车仍然会发生撞车事故?为什么所有操作人员都警觉地坚守着工作岗位,核反应堆依然会发生灾难性的熔化事故?为什么我们制定得甚好的那么多专业和个人计划,会如此频繁地出岔子? 迪特里希·德尔纳,德国最高科学将获得者,在此考虑为什么--假定具备所有的 智能、经验和信息条件--我们却仍然会犯错误,有时甚至引起灾难性的后果。令人惊讶的是,他发现问题的答案不在于疏忽或粗心,而是缘于他所谓的"失败的逻辑":我们思维模式中的某些倾向--诸如一次只做一件事,因果关系,还有线性思维--它们适合于过去的简单世界,对于我们现在所生活的复杂世界却有着灾难性影响。当今世界,一切事物都是相互关联的。我们不能一次只做一件事情,因为每件事都有多重结果;我们不能用孤立的因果模式考虑问题,因为所有的情况都有副作用和长远影响。 德尔纳给我们找到了不少例子。为什么阿斯旺水坝的规划者们,只想到会给埃及带来廉价用电的好处,却没有意识到他们也将会中断几千年来维持尼罗河谷地肥沃富饶的一年一次的洪水漫灌?为什么第三世界健康计划的规划者们不能认识到提高平均寿命就要求增加食物供应,从而疏忽地终止对饥民的捐助? 德尔纳指出,在未了解一个复杂系统中所有连锁因素之前就采取行动,即使我们怀着善良的意愿,也难免铸成大错。面对我们力不能及的问题,小错误累积起来,最后就会酿成严重的错误结论。过于频繁地忽视问题的大局,却只在我们知道如何做的范围内寻求权宜之计--这只能是杯水车薪无济于事。 德尔纳用他自己编制的引人入胜的计算机模拟程序,揭示了我们思维中的这些缺陷。他的例子--有时是开心的,有时是吓人的--和他那"梳脑"思维实验,使我们认识到应该如何处理复杂问题。这些实例使本书成为一件矫正工具,一种明智的规划和决策指南,使商业经理、决策者以及面临由此及彼日常挑战的每一个人的思维技巧更加敏锐。本书将改变我们构思变化的方法本身,使我们对成功之路的判断能力得到提高。 -
探索复杂性
《探索复杂性》内容简介:耗散结构理论由于在社会经济等大范围领域中展现的广阔前景,引起了人们的极大兴趣,与协同论、突变论并称为现代科学方法论的新三论。美国著名作家托夫勒认为,这一理论“可能代表了下一次科学革命”。《探索复杂性》作者之一普利高津因提出这一理论而获得1977年诺贝尔奖,《探索复杂性》的另一作者布鲁塞尔学派主要成员尼科里斯教授,是欧洲著名的物理学家,对发展耗散结构理论做出了杰出的贡献。 书中全面地介绍了以耗散结构理论为代表的进化论物理学的最新成就,着力于打破自然科学各门类之间乃至自然科学与社会科学之间的壁垒,再次点燃科学革命之火。 《探索复杂性》内容新颖、文笔优美、深入浅出,适宜于物理学、化学、数学、生物学、医学、地质学等专业的科学工作者、大专院校师生阅读,也适宜于社会科学工作者和具有中等文化程度的读者阅读。 -
复杂系统理论基础
本书的相当大部分致力于对科学理论和模型的表述,从而为进行哲学分析提供素材。由于多体系统的复杂性,诸学科基本上依赖于理想化和近似,各学科部分成了许多强调系统不同假面的模型。我将尽力展开模型。背扣的假设和预设,便于读者评价它们那些通常是有文化影响的声称。除了对一般概念进行澄清,我希望本书可以激起不同领域科学家之间的相互对话,不仅关于他们正在研究什么,还关于他们正在如何进行。因此,我努力使本书的内容易于一般读者理解,把诸学科的概念结构(conceptual struc-tures)尽可能解释清楚,尽量少引用行话,并在每一专业术语第一次出现时予以解释。由于本书的覆盖面很广,我将力求简明,使主要思想凸现出来,而不拘泥于细节。 科学主义过分炫耀科学且背离科学精神,这激起了让许多科学家吃惊的对科学的敌意。祸起萧墙。我们不要仅仅抱怨公众不愿意支持科学研究,或许我们应当检查自己,看看是不是我们做得太过分了,而成了科学主义。 ——欧阳莹之