出版時(shí)間:2011-8-1 出版社:湖南科學(xué)技術(shù)出版社 作者:梅拉妮·米歇爾 頁(yè)數(shù):409 譯者:唐璐
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內(nèi)容概要
螞蟻在組成群體時(shí)為何會(huì)表現(xiàn)出如此的精密性和具有目的性?數(shù)以億計(jì)的神經(jīng)元是如何產(chǎn)生出像意識(shí)這樣極度復(fù)雜的事物?是什么在引導(dǎo)免疫系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)、全球經(jīng)濟(jì)和人類基因組等自組織結(jié)構(gòu)?這些都是復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)嘗試回答的迷人而令人費(fèi)解的問(wèn)題的一部分。
理解復(fù)雜系統(tǒng)需要有全新的方法,需要超越傳統(tǒng)的科學(xué)還原論,并重新劃定學(xué)科的疆域。借助于圣塔菲研究所的工作經(jīng)歷和交叉學(xué)科方法,復(fù)雜系統(tǒng)的前沿科學(xué)家米歇爾在《復(fù)雜》一書中,以清晰的思路介紹了復(fù)雜系統(tǒng)的研究,橫跨生物、技術(shù)和社會(huì)學(xué)等領(lǐng)域,并探尋復(fù)雜系統(tǒng)的普遍規(guī)律。與此同時(shí),她還探討了復(fù)雜性與進(jìn)化、人工智能、計(jì)算、遺傳、信息處理等領(lǐng)域的關(guān)系。
《復(fù)雜》是綜合系列叢書之一
作者簡(jiǎn)介
作者:(美國(guó))梅拉妮·米歇爾(Melanie Mitchell) 譯者:唐璐梅拉妮·水歇爾(Melanie Mitchell),波特蘭州立大學(xué)(Portland State University)計(jì)算機(jī)科學(xué)教授,圣塔菲研究所(Santa Fe Institute)客座教授。唐璐,博士,畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院,現(xiàn)任教于湖南大學(xué)。
書籍目錄
前言
致謝
第一部分 背景和歷史
第1章 復(fù)雜性是什么
昆蟲群落
大腦
免疫系統(tǒng)
經(jīng)濟(jì)
萬(wàn)維網(wǎng)
復(fù)雜系統(tǒng)的共性
如何度量復(fù)雜性
第2章 動(dòng)力學(xué)、混沌和預(yù)測(cè)
動(dòng)力系統(tǒng)理論的起源
對(duì)預(yù)測(cè)的重新認(rèn)識(shí)
線性兔子和非線性兔子
邏輯斯蒂映射
混沌的共性
混沌思想帶來(lái)的革命
第3章 信息
信息是什么
能量、功、熵
麥克斯韋妖
統(tǒng)計(jì)力學(xué)提要
微觀態(tài)與宏觀態(tài)
香農(nóng)信息
第4章 計(jì)算
什么是計(jì)算?什么可以計(jì)算
希爾伯特問(wèn)題和哥德爾定理
圖靈機(jī)和不可計(jì)算性
定義為圖靈機(jī)的明確程序
通用圖靈機(jī)
圖靈對(duì)判定問(wèn)題的解決
哥德爾和圖靈的命運(yùn)
第5章 進(jìn)化
達(dá)爾文之前的進(jìn)化觀念
達(dá)爾文理論的起源
孟德爾和遺傳律
現(xiàn)代綜合
對(duì)現(xiàn)代綜合的挑戰(zhàn)
第6章 遺傳學(xué)概要
第7章 度量復(fù)雜性
用大小度量復(fù)雜性
用熵度量復(fù)雜性
用算法信息量度量復(fù)雜性
用邏輯深度度量復(fù)雜性
用熱力學(xué)深度度量復(fù)雜性
用計(jì)算能力度量復(fù)雜性
統(tǒng)計(jì)復(fù)雜性
用分形維度量復(fù)雜性
用層次性度量復(fù)雜性
第二部分 計(jì)算機(jī)中的生命和進(jìn)化
第8章 自我復(fù)制的計(jì)算機(jī)程序
生命是什么
計(jì)算機(jī)中的自我復(fù)制
自我復(fù)制程序的深層意義
DNA的自我復(fù)制
馮·諾依曼的自復(fù)制自動(dòng)機(jī)
馮·諾依曼
第9章 遺傳算法
遺傳算法菜譜
遺傳算法的應(yīng)用
進(jìn)化的羅比,易拉罐清掃機(jī)器人
GA演化的策略是如何解決這個(gè)問(wèn)題的
GA是如何演化出好的技巧的
第三部分 大寫的計(jì)算
第10章 元胞自動(dòng)機(jī)、生命和宇宙
自然界中的計(jì)算
元胞自動(dòng)機(jī)
生命游戲
四類元胞機(jī)
沃爾夫勒姆的“新科學(xué)”
第11章 粒子計(jì)算
第12章 生命系統(tǒng)中的信息處理
什么是信息處理
免疫系統(tǒng)
蟻群
生物代謝
這些系統(tǒng)中的信息處理
第13章 如何進(jìn)行類比(如果你是計(jì)算機(jī))
容易的事很難
進(jìn)行類比
我對(duì)類比的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷
簡(jiǎn)化的類比
模仿者
如何做到
模仿者程序
運(yùn)行模仿者
總結(jié)
第14章 計(jì)算機(jī)模型
模型是什么
理想模型
對(duì)合作的進(jìn)化進(jìn)行模擬
建模的好處
計(jì)算機(jī)建模注意事項(xiàng)
第四部分 網(wǎng)絡(luò)
第15章 網(wǎng)絡(luò)科學(xué)
小世界
網(wǎng)絡(luò)新科學(xué)
什么是網(wǎng)絡(luò)思維
到底什么是“網(wǎng)絡(luò)”
小世界網(wǎng)絡(luò)
無(wú)尺度網(wǎng)絡(luò)
網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)健性
第16章 真實(shí)世界中的網(wǎng)絡(luò)
真實(shí)世界中的網(wǎng)絡(luò)
網(wǎng)絡(luò)思想的意義
無(wú)尺度網(wǎng)絡(luò)是如何產(chǎn)生的
冪律以及對(duì)其的質(zhì)疑
網(wǎng)絡(luò)中的信息傳播和連鎖失效
第17章 比例之謎
生物學(xué)中的比例縮放
一次跨學(xué)科合作
冪律與分形
代謝比例理論
理論的應(yīng)用
爭(zhēng)議
冪律的未解之謎
第18章 進(jìn)化,復(fù)雜化
遺傳,復(fù)雜化
基因是什么
進(jìn)化發(fā)育生物學(xué)
基因調(diào)控和考夫曼的“秩序的起源”
對(duì)考夫曼的研究的反響
總結(jié)
第五部分 尾聲
第19章 復(fù)雜性科學(xué)的過(guò)去和未來(lái)
統(tǒng)一理論和一般性原理
復(fù)雜系統(tǒng)研究的根源
五個(gè)問(wèn)題
復(fù)雜性的未來(lái),等待卡諾
附錄 訪談——梅拉妮·米歇爾談復(fù)雜性
參考文獻(xiàn)
章節(jié)摘錄
版權(quán)頁(yè):插圖:四分冪比例律并不像理論說(shuō)的那樣具有普適性。通常來(lái)說(shuō),任何關(guān)于生物系統(tǒng)的一般性屬性都會(huì)有特例。(甚至規(guī)則本身都會(huì)有特例。)姑且認(rèn)為代謝比例理論也不例外。雖然大部分生物學(xué)家都同意大多數(shù)物種都遵循各種四分冪比例律,但也有許多例外。甚至在單一物種內(nèi)的代謝律都變化很大。狗就是一個(gè)常見的例子,小型犬與大型犬的壽命都差不多。有觀點(diǎn)認(rèn)為,克萊伯定律只是統(tǒng)計(jì)平均,偏差有可能相當(dāng)大,而代謝理論無(wú)法解釋這一點(diǎn),因?yàn)橹豢紤]了體重和體溫。有人則認(rèn)為理論得出的一些規(guī)律與實(shí)際數(shù)據(jù)嚴(yán)重不符。甚至有人認(rèn)為克萊伯根本就是錯(cuò)的①,一百多年前魯伯納提出的表皮假說(shuō)才是對(duì)的,指數(shù)為2/3的冪律對(duì)數(shù)據(jù)的擬合最好。在大部分情形中,爭(zhēng)議都在于對(duì)代謝比例的數(shù)據(jù)應(yīng)該如何解讀,以及“擬合”指的是什么。代謝比例研究組堅(jiān)持他們的理論,并且不厭其煩地回應(yīng)了許多爭(zhēng)議,由于涉及高等統(tǒng)計(jì)學(xué)和生物學(xué),這些爭(zhēng)議變得越來(lái)越艱深晦澀。
媒體關(guān)注與評(píng)論
米歇爾深入淺出地介紹了復(fù)雜系統(tǒng)的基本概念,完美地揭示了來(lái)自計(jì)算的關(guān)鍵思想是如何幫助統(tǒng)一看似無(wú)關(guān)的現(xiàn)象?! 髅伞とR文(simon A Levin)這本書終出觀了!多年來(lái)人們一直不斷問(wèn)我他們應(yīng)該到哪里學(xué)習(xí)復(fù)雜性理論的基礎(chǔ)。現(xiàn)在我有答案了:讀米歇爾的書。它思路清晰、通俗易懂,無(wú)論是對(duì)于支持者還是反對(duì)者,它都觀點(diǎn)持正。作者是工作在前沿的科學(xué)家,同時(shí)又是一流的闡釋者。《復(fù)雜》一書是了解這個(gè)讓人興奮的領(lǐng)域的最佳途徑?! 返傥摹に雇屑哟模⊿teven wtrogaz)康爾大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)講座教授,《同步》(Sync)的作者美國(guó)普林斯頓大學(xué)生物學(xué)講座教授,生物復(fù)雜性研究中心主任米歇爾的新書介紹了重要的復(fù)雜性研究,詳細(xì)闡釋了對(duì)從許多復(fù)雜系統(tǒng)中涌現(xiàn)出的共性的研究,可讀性極強(qiáng),范圍涵蓋混沌、信息論、計(jì)算、進(jìn)化、遺傳學(xué)、社會(huì)學(xué)到生命本身:《復(fù)雜》一書顯然是這個(gè)領(lǐng)域最好的通識(shí)讀本。 ——馬克·佩格爾(Mark Pagel)英國(guó)雷丁大學(xué)(Reading University)生物學(xué)教授圣塔菲研究所客座教授米歇爾以一種深入淺出的方式帶我們領(lǐng)略了范圍廣泛的復(fù)雜性科學(xué)。從混沌理論到元胞自動(dòng)機(jī)再到網(wǎng)絡(luò),米歇爾活潑而富有思想的筆調(diào)既讓人愉悅,又發(fā)人深省?! 嚳稀の执模―uncan watts)雅虎研究院基礎(chǔ)研究科學(xué)家,康奈爾夫?qū)W社會(huì)學(xué)教授
編輯推薦
《復(fù)雜》亞馬遜年度十佳科學(xué)圖書,菲貝卡(Qhi Beta Kappa)科學(xué)圖書。
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