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深奥的简洁
这个世界似乎相当复杂。尽管现代科技日新月异,我们的生活仍必须时常提防突如其来的意外事件:随机发生的地震、毫无预警的股市震荡,以及常常会出现失误的天气预报。然而,生命本身似乎才是宇宙中最复杂的现象。那么,我们该如何看待这个世界?《深奥的简洁》是第一本涵盖了蝴蝶效应、盖娅理论,以及各种关于混沌与复杂概念的图书。在这本充满智慧和启发性的书中,科普大师葛瑞本向我们说明:复杂,其实很简单;即使是看来完全随机的行为深处,也只是遵从简单的因果规律。 如同一幅充满禅意的图画,或一个破碎的形体,或蝴蝶翅膀的有趣图案,整个世界都建立于简单元素之上,经由互动与组织,造就出高度复杂的整体。而在一切深奥结构与和谐之下的简洁,才是我们存在的基石,从天气、地震、太阳系以及至今已知最复杂系统——地球生命的起源,葛瑞本娓娓道出混沌与复杂如何和宇宙各个方面紧密地交织在一起,并以相同的方式掌控了生命与银河等的演化,最后,他试着为“最困难的问题”——在地球之外,是否还有生命存在——提出解答。 -
混沌学传奇
内容简介 北京的一只蝴蝶拍了一下翅膀,竟引起加勒比海的飓风﹖上升的香烟柱如何破碎成缭乱的旋涡?旗帜如何在风中前后飘拂?龙头滴水如何从稳定样式变成随机样式?在混沌理论出现后,你已经不能再用传统的眼光和简单的因果关系去理解这个世界了。混沌现象在人们的生活中无处不在!它出现在大气和海洋的湍流中,它出现在飞机的飞翔中,它出现在高速公路上阻塞的汽车群体中,它出现在野生动物种群数的涨落、心脏和大脑的振动以及地下管道的油流中…… 所谓“混沌”,是指看来遵从确定规律的事物也会显现超乎想象的繁复多样,只要有些微的条件差异,就会导致令人瞠目结舌的不同结果。这个蓬勃发展中的理论是继相对论和量子力学问世以来,20世纪物理学的第三次大革命,其覆盖面广及自然科学与社会科学的几乎各个领域。它不仅改变了天文学家看待太阳系的方式,而且开始改变企业家做出保险决策的方式,改变政治家谈论紧张局势导致武装冲突的方式等等。混沌理论正促成整个现代知识体系成为新科学。 《混沌》是美国最伟大的科普畅销书作家詹姆斯·格雷克的成名之作,先后获得1987年美国国家非文学类图书奖提名奖、英国非文学类最佳畅销书等荣誉,至今已有19种外文版本,全球风靡。在本书中,作者以科学记者的专业素养,深入浅出地记录了混沌现象的研究历程,写就了一部图文并茂的报告文学。科学家超乎常人的敏锐、执着和创造力,以及追寻真理过程的沮丧和欢欣,都透过作者鲜活的文笔,一一呈现。 作者简介 詹姆斯·格雷克(James Gleick),美国最伟大的科普畅销书作家,1954年生于纽约,毕业于哈佛大学。毕业后先到明尼亚博利斯市(Minneapolis)创办《Metropolis》周报,于1977年返回纽约,在《纽约时报》担任编辑及采访记者十年,成为著名的科技专栏作家。格雷克目前已出版数部十分畅销的科普著作,其中《混沌》,《费曼传》以及《牛顿传》(以上三本书都已由高等教育出版社引进出版)等书多次获得美国国家非文学类图书奖提名,英国非文学类最佳畅销书等奖项,被译作近30种语言,行销全球。 1 蝴蝶效应 2 旋动——革命 3 生命中的起起落落 4 大自然的几何学 5 奇异吸引子 6 普适性 7 实验者 8 混沌的图象 9 研究动力系统的四人集团 10 内在节律 11 混沌与未来 12 混沌科学在中国 13 日本与苏联混沌科学中的故事 -
临界
科学家最近发现了一条新的自然法则,其印迹几乎遍布所有领域——磁石的极细微的运动、森林火灾的蔓延、物种的灭绝、地震分布、金融市场的起落、交通的走向、城市的发展、战争的爆发,甚至服饰、音乐和艺术的趋势。无论我们看向何处,世界似乎都在一块简单的模板上塑成型:像一个陡峭的砂堆一样,它正悬于动荡的边缘,如雪崩——在事物中遵循一种普遍的变化模式。 这一发现昭示了普遍共性的来临,这一科学的秘密存在于世界的日常事物中,马克·布查纳兼具文学家的敏锐鉴赏和科学家的一丝不苟,向人们介绍了那些探索这一法则的特立独行的研究者的故事,以及他们出人意料的观点。他告诉人们这一新的普遍原则将如何嘱炮们对预测学的理解,以及将如何使我们更容易地处理和控制未来。 更重要的是,布查纳在阐明普遍共性如何是一门统一的科学时,指出它也许包含一种“科学的科学”的初始,可能是人类文化和历史的一个动力。美国物理学家詹姆斯·克拉迟菲尔德说过,事实上,如果没有普遍共性背后的核心观点,“科学的事业从开始就注定要失败。”在新世纪之初,我们看到了自混沌和复杂以来科学研究中一个最了不起的新观点的诞生——这是一个具有无限力量、美感的观点,其含义远远超出科学之外。这本书作为第一部详细证明这一发现及其影响的专著,将统一看待世界及自身位置的方法。 -
机遇与混沌
机遇有其原因,但我们也许会问是什么原因,并且,什么是机遇?机遇是怎么出现的?未来如何不可预测?物理学和数学对这些问题给出了一些答案。答案是谨慎的,且有时只是试探性的,但仍然值得了解,这些正是《机遇与混沌》这本书的主题。作者从机遇、数学和物理学、概率、历史的演化以及经济学等方面对混沌这一现代思想进行了探讨。 -
大自然的分形几何学
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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