从简单到复杂——复杂性科学之旅 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张军 著

图书标签:

• 复杂性科学
• 系统科学
• 非线性动力学
• 涌现
• 自组织
• 混沌理论
• 网络科学
• 建模
• 跨学科
• 科学普及

出版社： 首都经济贸易大学出版社

ISBN：9787563827497

版次：1

商品编码：12329084

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-03-01

用纸：胶版纸

页数：232

字数：255000

内容简介

本书分为六章。第一章重点阐述了复杂性科学的内涵和外延。从第二章开始，分别论述了研究复杂性的不同视角。第二章是关于确定性混沌，极简的动态系统表现出不可思议的随机特征；第三章论述了空间复杂性，以元胞自动机为主，简单介绍了分形理论；第四章以进化论为背景，探讨了由随机性到复杂性的自然选择，简单介绍了遗传算法，布尔网络、复杂系统网络等内容；第五章对大脑和智能进行了讨论，神经元的计算是这一类复杂性的基础。简单介绍了人工神经网络。第六章主要研究了以自主主体所构成的复杂适应系统，阐述了适应性造就复杂性的观点。

作者简介

首都经济贸易大学信息管理学院院长、教授、博士生导师。

从简单到复杂——复杂性科学之旅 图书简介 人类文明的演进，似乎总是伴随着对“复杂”这一概念的探索与驾驭。从古老的哲学思辨到现代的科学前沿，我们从未停止追问：事物是如何从看似简单的规则中涌现出令人惊叹的复杂性的？“从简单到复杂——复杂性科学之旅”并非一本晦涩难懂的学术专著，而是一次引人入胜的认知探险，旨在揭示支配自然界、社会系统乃至我们自身思维运作的深层规律——即复杂性科学的核心思想与应用。 本书的结构设计，如同一次循序渐进的攀登，从最基础的概念框架出发，逐步深入到复杂系统涌现的奇妙机制，最终触及该领域对未来科学与社会治理的深远启示。我们力求以清晰、生动的语言，辅以丰富的案例，让读者在领略科学之美的同时，构建起理解当下世界复杂性的全新思维工具。 第一部分：混沌的序曲与秩序的萌芽 在旅程的伊始，我们将首先回顾人类认识复杂性的历史脉络。在牛顿力学统治的时代，世界被视为一台巨大的、可完全预测的时钟。然而，二十世纪以来，一系列看似微小的发现，如蝴蝶效应的提出，彻底颠覆了这种还原论的图景。 我们将详细介绍非线性动力学的基石。在这里，投入与产出不再成正比，微小的扰动可能引发系统的巨大转变。我们探究为什么线性模型在描述现实时显得力不从心，并引入混沌理论的核心概念。读者将了解到，混沌并非完全的随机，而是一种“确定性下的不可预测性”。通过对洛伦兹吸引子等经典案例的剖析，我们将理解为何天气预报的长期准确性存在根本性的限制，以及如何在看似混乱的数据中捕捉到隐藏的结构。 此阶段的重点在于建立一个关键认知：简单规则的迭代，是复杂涌现的必要前提。 我们将通过细胞自动机（如康威生命游戏）这一极简模型，直观展示仅基于周围环境的几个简单规则，如何能生成出极其复杂的、自组织的模式。 第二部分：复杂系统的核心机制：涌现与自组织 复杂性科学的核心魅力在于“涌现”（Emergence）。涌现指的是，系统的整体性质无法仅凭对其组成部分的简单叠加来预测或解释。当个体之间通过相互作用（Interaction）形成网络时，新的、宏观的特性便会“冒出来”。 本部分将深入探讨自组织（Self-organization）的机制。系统如何无需外部中央控制，仅依赖内部信息交换就能形成稳定的结构或功能？我们将研究自然界中的经典范例： 蚁群觅食： 通过信息素的释放与挥发，数百万只工蚁如何高效地找到并维护最短的食物路径，这一过程体现了分布式决策的优越性。 同步现象： 从萤火虫的群体闪光到心脏心肌细胞的同步跳动，我们揭示了耦合振荡器如何通过相互影响实现宏观的节奏与和谐。 随后，我们将引入复杂网络理论。现代世界的复杂性，很大程度上体现在其连接结构上。我们将区分经典的随机网络（如Erdős–Rényi模型）与更具现实意义的无标度网络（Scale-Free Networks）。无标度网络的特征是少数“枢纽”（Hubs）节点，它们赋予了网络极强的鲁棒性，但也使得系统对针对枢纽节点的攻击极其脆弱。我们将分析互联网、电力系统和蛋白质相互作用网络的结构特性及其安全意义。 第三部分：临界点与相变：从量变到质变 复杂系统最引人注目的特征之一，是它们在特定条件下会经历相变（Phase Transition）——即系统性质发生突变的过程。我们熟悉的例子包括水结冰或磁铁失磁。在复杂性科学中，我们关注的是系统如何“接近”这个临界点。 本书将阐述自催化临界性（Self-Organized Criticality, SOC）理论。这一理论认为，许多耗散系统（Dissipative Systems）会自然地演化到临界状态，这种状态使得系统对任何尺度的扰动都可能产生响应，从微小的雪崩到灾难性的地震。沙堆模型是解释SOC的经典工具，它展示了系统如何通过不断的微小调整，积累能量直至发生一次大规模释放。 理解临界点对于风险管理至关重要。在金融市场中，我们探讨如何识别市场泡沫的形成——系统在看似稳定时，可能已经处于高度敏感的临界状态，只待一个微小的触发事件便会引发崩盘。 第四部分：生命、智能与适应性系统 生命体本身就是最完美的复杂系统范例。它们通过适应性（Adaptation）来应对不断变化的环境。本部分将目光投向适应性复杂系统（Adaptive Complex Systems, ACS），特别是将社会科学与自然科学的边界打通。 我们将考察博弈论在理解个体竞争与合作中的作用，特别是迭代博弈如何塑造社会规范和信任机制。通过研究进化算法和遗传算法，我们看到复杂性科学如何为人工智能和优化问题提供了新的思路——不是通过预设最优解，而是让系统在模拟的环境中“进化”出可行的策略。 此外，我们还将探讨信息论在复杂系统中的地位。信息如何存储、传输和处理，是维持复杂结构运行的“燃料”。我们将讨论“熵”在系统中的双重角色：既是无序的度量，也是信息处理效率的衡量标准。 结语：面对不确定性的未来 “从简单到复杂——复杂性科学之旅”的终点，并非提供一套可以解决所有问题的万能钥匙，而是提供一种看待世界的新范式。在日益互联、快速变化的现代社会，还原论的思维模式已显不足。 本书旨在赋予读者一种系统思维的能力：学会观察连接，理解反馈回路，预测涌现行为，并在不确定性中寻找潜在的结构。从城市规划、流行病控制到宏观经济调控，复杂性科学提供了一套强大的工具箱，帮助我们理解和管理那些由无数个体相互作用所构建的、充满活力的、不断进化的世界。这是一次关于我们如何理解自身所处世界的深刻旅程。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我脑海中充满了各种关于系统、网络和反馈回路的图景。它让我开始从一个全新的角度去理解“连接”的力量。过去，我总以为事物是孤立存在的，或者是以线性关系发展，但这本书彻底颠覆了我的这种认知。它详细阐述了事物之间是如何相互影响、相互塑造的，即使是很小的变化，也可能在复杂的系统中激发出巨大的连锁反应。作者用了很多生动的类比，比如“蝴蝶效应”，来解释这种敏感性。我尤其对书中关于“自组织”的描述印象深刻，那些看似无序的现象，在复杂的相互作用中，竟然能够自发地形成秩序和结构，这实在是太神奇了。这让我联想到很多社会现象，比如时尚的形成，或者某种观点的传播，背后似乎都有这种自组织的影子。虽然我还没有完全掌握那些复杂的数学模型，但书中的概念已经深刻地影响了我看待问题的方式。我开始更倾向于去寻找事物之间的联系，去理解动态的变化过程，而不是仅仅关注静态的个体。这种从“整体”和“过程”出发的视角，让我感到非常受益。这本书确实是一本能够启发思考、改变思维模式的佳作。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的亮点在于它能够将原本晦涩难懂的复杂性科学，以一种极其清晰且富有逻辑的方式呈现出来。作者非常擅长构建一个循序渐进的学习路径，从最基础的概念入手，逐步引导读者进入更深层次的探讨。我尤其欣赏书中对于“网络”的分析，它详细解释了不同类型的网络结构，以及节点之间的连接方式如何影响整个网络的行为。这让我对互联网、社交网络，甚至是生物体内的信息传递有了更直观的认识。书中的案例分析也十分精彩，它们并非生搬硬套，而是紧密结合理论，帮助我理解这些抽象概念在现实世界中的应用。例如，作者分析了一些社会群体行为的形成机制，以及信息在这些群体中传播的模式，这让我对社会动态有了更深刻的理解。虽然我不是科学背景出身，但在阅读过程中，我并没有感到难以理解的障碍，反而随着内容的深入，我的好奇心被不断激发。这本书让我认识到，理解复杂性，就是理解我们所处的世界的本质，而这本书无疑是打开这扇大门的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事方式非常引人入胜，我常常一口气读好几章，完全被书中的内容所吸引。作者就像一个经验丰富的探险家，带领我深入到一个未知的领域，在这个领域里，一切都充满着动态和不确定性。书中关于“分形”的讲解，让我对自然的几何形态有了更深的理解，那些看似杂乱的图案，却有着隐藏的规律和自相似性。我开始注意到生活中的许多事物，比如海岸线、树枝的生长，甚至云朵的形状，都可能与分形有关。更让我着迷的是，作者将这些抽象的数学概念与实际应用联系起来，比如在图像压缩、医学诊断，甚至是在研究金融市场时，分形理论都发挥着重要作用。这让我觉得，那些看似高深的科学理论，其实离我们的生活并不遥远。书中对于“混沌”的阐述也十分到位，它并没有将混沌理解为完全的混乱，而是揭示了混沌系统中隐藏的确定性，以及其对初值的敏感性。这让我对“可预测性”有了全新的认识，也更加理解了为什么有些系统难以精确预测。总而言之，这本书在理论的深度和趣味性之间取得了很好的平衡，让我享受了一次愉快的智力冒险。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最深刻的感受是，我们所处的现实世界，远比我们想象的要更加 interconnected（相互连接）。作者通过一系列精心设计的例子和分析，展示了各种看似独立的现象之间，是如何通过复杂的反馈机制相互联系、相互影响的。我过去常常将问题孤立地看待，这本书则教会我从系统的角度去思考，去理解一个变化是如何在整个系统中传播并引发一系列后果的。书中关于“自适应系统”的论述，让我对生命的演化和人工智能的发展有了更深的思考。这些系统并非僵化不变，而是能够根据环境的变化进行调整和学习，从而在复杂的环境中生存和发展。这是一种非常强大的力量，也让我对未来的技术发展充满了想象。更重要的是，这本书并没有止步于理论的阐述，而是鼓励读者将这些复杂的视角应用到自己的生活和工作中。它提供的思维工具，让我能够更敏锐地捕捉到事物发展的规律，做出更明智的决策。这是一本能够真正改变你看待世界方式的书，强烈推荐给所有对探索未知充满好奇的人。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我打开了一扇通往全新认知世界的大门，虽然我才刚刚开始探索，但已经能感受到其中蕴含的深刻洞察。作者以一种非常易于理解的方式，将一些曾经让我望而却步的复杂概念，一点点地剥开，展现在我眼前。比如，书中对于“涌现”的解释，让我终于明白了为什么那么多看似独立的个体，在聚集在一起时，却能展现出超越个体总和的集体行为。从蚁群的觅食策略到鸟群的飞行模式，这些原本让我觉得是神秘自然现象的背后，原来都遵循着一套共通的、基于简单规则的逻辑。我特别喜欢书中举例的那些现实生活中的场景，比如交通拥堵的形成，或者股票市场的波动，作者并没有直接给出答案，而是引导我去思考其背后的驱动力和相互作用。这不像传统的教科书那样，填鸭式地灌输知识，而是像一位循循善诱的向导，让我自己去发现、去体会。我开始重新审视周围的世界，那些曾经习以为常的现象，现在都蒙上了一层“复杂性”的色彩，充满了待解的奥秘。这本书的语言也格外生动，没有过多的专业术语，即使是初学者也能轻松跟上作者的思路，这让我对接下来的阅读充满了期待，迫不及待地想深入了解更多关于复杂性的魅力。