出版時間:2011-8-1 出版社:湖南科學技術(shù)出版社 作者:梅拉妮·米歇爾 頁數(shù):409 譯者:唐璐
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內(nèi)容概要
螞蟻在組成群體時為何會表現(xiàn)出如此的精密性和具有目的性?數(shù)以億計的神經(jīng)元是如何產(chǎn)生出像意識這樣極度復雜的事物?是什么在引導免疫系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)、全球經(jīng)濟和人類基因組等自組織結(jié)構(gòu)?這些都是復雜系統(tǒng)科學嘗試回答的迷人而令人費解的問題的一部分。
理解復雜系統(tǒng)需要有全新的方法,需要超越傳統(tǒng)的科學還原論,并重新劃定學科的疆域。借助于圣塔菲研究所的工作經(jīng)歷和交叉學科方法,復雜系統(tǒng)的前沿科學家米歇爾在《復雜》一書中,以清晰的思路介紹了復雜系統(tǒng)的研究,橫跨生物、技術(shù)和社會學等領(lǐng)域,并探尋復雜系統(tǒng)的普遍規(guī)律。與此同時,她還探討了復雜性與進化、人工智能、計算、遺傳、信息處理等領(lǐng)域的關(guān)系。
《復雜》是綜合系列叢書之一
作者簡介
作者:(美國)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(Portland State University)計算機科學教授,圣塔菲研究所(Santa Fe Institute)客座教授。唐璐,博士,畢業(yè)于中國科學院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院,現(xiàn)任教于湖南大學。
書籍目錄
前言
致謝
第一部分 背景和歷史
第1章 復雜性是什么
昆蟲群落
大腦
免疫系統(tǒng)
經(jīng)濟
萬維網(wǎng)
復雜系統(tǒng)的共性
如何度量復雜性
第2章 動力學、混沌和預測
動力系統(tǒng)理論的起源
對預測的重新認識
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)計力學提要
微觀態(tài)與宏觀態(tài)
香農(nóng)信息
第4章 計算
什么是計算?什么可以計算
希爾伯特問題和哥德爾定理
圖靈機和不可計算性
定義為圖靈機的明確程序
通用圖靈機
圖靈對判定問題的解決
哥德爾和圖靈的命運
第5章 進化
達爾文之前的進化觀念
達爾文理論的起源
孟德爾和遺傳律
現(xiàn)代綜合
對現(xiàn)代綜合的挑戰(zhàn)
第6章 遺傳學概要
第7章 度量復雜性
用大小度量復雜性
用熵度量復雜性
用算法信息量度量復雜性
用邏輯深度度量復雜性
用熱力學深度度量復雜性
用計算能力度量復雜性
統(tǒng)計復雜性
用分形維度量復雜性
用層次性度量復雜性
第二部分 計算機中的生命和進化
第8章 自我復制的計算機程序
生命是什么
計算機中的自我復制
自我復制程序的深層意義
DNA的自我復制
馮·諾依曼的自復制自動機
馮·諾依曼
第9章 遺傳算法
遺傳算法菜譜
遺傳算法的應用
進化的羅比,易拉罐清掃機器人
GA演化的策略是如何解決這個問題的
GA是如何演化出好的技巧的
第三部分 大寫的計算
第10章 元胞自動機、生命和宇宙
自然界中的計算
元胞自動機
生命游戲
四類元胞機
沃爾夫勒姆的“新科學”
第11章 粒子計算
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 如何進行類比(如果你是計算機)
容易的事很難
進行類比
我對類比的認識經(jīng)歷
簡化的類比
模仿者
如何做到
模仿者程序
運行模仿者
總結(jié)
第14章 計算機模型
模型是什么
理想模型
對合作的進化進行模擬
建模的好處
計算機建模注意事項
第四部分 網(wǎng)絡
第15章 網(wǎng)絡科學
小世界
網(wǎng)絡新科學
什么是網(wǎng)絡思維
到底什么是“網(wǎng)絡”
小世界網(wǎng)絡
無尺度網(wǎng)絡
網(wǎng)絡穩(wěn)健性
第16章 真實世界中的網(wǎng)絡
真實世界中的網(wǎng)絡
網(wǎng)絡思想的意義
無尺度網(wǎng)絡是如何產(chǎn)生的
冪律以及對其的質(zhì)疑
網(wǎng)絡中的信息傳播和連鎖失效
第17章 比例之謎
生物學中的比例縮放
一次跨學科合作
冪律與分形
代謝比例理論
理論的應用
爭議
冪律的未解之謎
第18章 進化,復雜化
遺傳,復雜化
基因是什么
進化發(fā)育生物學
基因調(diào)控和考夫曼的“秩序的起源”
對考夫曼的研究的反響
總結(jié)
第五部分 尾聲
第19章 復雜性科學的過去和未來
統(tǒng)一理論和一般性原理
復雜系統(tǒng)研究的根源
五個問題
復雜性的未來,等待卡諾
附錄 訪談——梅拉妮·米歇爾談復雜性
參考文獻
章節(jié)摘錄
版權(quán)頁:插圖:四分冪比例律并不像理論說的那樣具有普適性。通常來說,任何關(guān)于生物系統(tǒng)的一般性屬性都會有特例。(甚至規(guī)則本身都會有特例。)姑且認為代謝比例理論也不例外。雖然大部分生物學家都同意大多數(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。狗就是一個常見的例子,小型犬與大型犬的壽命都差不多。有觀點認為,克萊伯定律只是統(tǒng)計平均,偏差有可能相當大,而代謝理論無法解釋這一點,因為只考慮了體重和體溫。有人則認為理論得出的一些規(guī)律與實際數(shù)據(jù)嚴重不符。甚至有人認為克萊伯根本就是錯的①,一百多年前魯伯納提出的表皮假說才是對的,指數(shù)為2/3的冪律對數(shù)據(jù)的擬合最好。在大部分情形中,爭議都在于對代謝比例的數(shù)據(jù)應該如何解讀,以及“擬合”指的是什么。代謝比例研究組堅持他們的理論,并且不厭其煩地回應了許多爭議,由于涉及高等統(tǒng)計學和生物學,這些爭議變得越來越艱深晦澀。
媒體關(guān)注與評論
米歇爾深入淺出地介紹了復雜系統(tǒng)的基本概念,完美地揭示了來自計算的關(guān)鍵思想是如何幫助統(tǒng)一看似無關(guān)的現(xiàn)象?! 髅伞とR文(simon A Levin)這本書終出觀了!多年來人們一直不斷問我他們應該到哪里學習復雜性理論的基礎(chǔ)。現(xiàn)在我有答案了:讀米歇爾的書。它思路清晰、通俗易懂,無論是對于支持者還是反對者,它都觀點持正。作者是工作在前沿的科學家,同時又是一流的闡釋者?!稄碗s》一書是了解這個讓人興奮的領(lǐng)域的最佳途徑?! 返傥摹に雇屑哟模⊿teven wtrogaz)康爾大學應用數(shù)學講座教授,《同步》(Sync)的作者美國普林斯頓大學生物學講座教授,生物復雜性研究中心主任米歇爾的新書介紹了重要的復雜性研究,詳細闡釋了對從許多復雜系統(tǒng)中涌現(xiàn)出的共性的研究,可讀性極強,范圍涵蓋混沌、信息論、計算、進化、遺傳學、社會學到生命本身:《復雜》一書顯然是這個領(lǐng)域最好的通識讀本?! R克·佩格爾(Mark Pagel)英國雷丁大學(Reading University)生物學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)略了范圍廣泛的復雜性科學。從混沌理論到元胞自動機再到網(wǎng)絡,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)研究科學家,康奈爾夫?qū)W社會學教授
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