“圣塔菲研究所推荐书籍列表”的版本间的差异

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[[混沌与分形 Chaos and Fractals]]
 
[[混沌与分形 Chaos and Fractals]]
  
 这本书的十四个章节涵盖了混沌和分形的中心思想和概念,以及许多相关的主题 ,包括 :分形与自相似、分形的维数与测度、分形与图像数据压缩编码、随机性与确定性、分形的递归结构、细胞元自动机与吸引子、分形构造中的随机性、确定性混沌:灵敏度、混合与周期点、有序与混沌、奇异吸引子、典型的分形集如Julia集、Mandelbrot集等,重点介绍了分形与混沌的物理意义、两者之间的关系、与数学的其它方面以及自然现象的联系,展示出分形与混沌的在视觉、图像方面的优美结构和图案。
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 这本书的十四个章节涵盖了混沌和分形的中心思想和概念,以及许多相关的主题 :分形与自相似、分形的维数与测度、分形与图像数据压缩编码、随机性与确定性、分形的递归结构、细胞元自动机与吸引子、分形构造中的随机性、确定性混沌:灵敏度、混合与周期点、有序与混沌、奇异吸引子、典型的分形集如Julia集、Mandelbrot集等,重点介绍了分形与混沌的物理意义、两者之间的关系、与数学的其它方面以及自然现象的联系,展示出分形与混沌的在视觉、图像方面的优美结构和图案。
  
 
 标签:Dynamical Systems, Mathematics, Fractals, Cellular Automata, Computer Science
 
 标签:Dynamical Systems, Mathematics, Fractals, Cellular Automata, Computer Science
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 作者:H. Peitgen, H. Jürgens &  D. Saupe
 
 作者:H. Peitgen, H. Jürgens &  D. Saupe
  
[[混沌与分形:  初步 介绍 Chaos and Fractals:An Elementary Introduction]]
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[[混沌与分形:  基本 介绍 Chaos and Fractals:An Elementary Introduction]]
  
 这本书为读者提供了对混沌和分形的 初步 介绍,适合有初等代数背景的学生 ,没有假设微积分或物理学的课程 通过简单迭代函数介绍了混沌的 关键 现象——非周期性、对初始条件的敏感依赖性、分岔现象。 分形被 引入 为自相似几何 对象 ,并用自相似 和盒计数 维数进行分析。 在简单 讨论了幂律 之后 ,接下来的章节 探讨了 Julia 集和 Mandelbrot 集。 书的最后一部分 检查 二维动力系统,奇异吸引子,元胞自动机,和混沌微分方程。
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 这本书为读者提供了对混沌和分形的 基本 介绍,适合 没有学习微积分或物理学但具 有初等代数背景的学生。 此书 通过简单迭代函数介绍了混沌的 重要 现象——非周期性、对初始条件的敏感依赖性、分岔现象。 分形被 解释 为自相似几何 物体 ,并用自相似 和box-counting分型 维数进行分析。 此书不仅 讨论 了幂律,接下来的章节 涉及到 Julia 集和 Mandelbrot 集。 书的最后一部分 阐释了 二维动力系统,奇异吸引子,元胞自动机,和混沌微分方程 等概念
  
 
 标签:Fractals, Mathematics
 
 标签:Fractals, Mathematics
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[[混沌与时间序列分析 Chaos and Time-series Analysis]]
 
[[混沌与时间序列分析 Chaos and Time-series Analysis]]
  
 此书介绍混沌的发展和非线性动力学的 关主题,包括检测和实验数据中的混沌量化,分形和复杂系统。 讨论了 非线性动力学中大多数重要的基本概念,重点 讨论 了物理概念和 结果,而不是数学证明和推导。 虽然许多关于混沌的书籍 纯粹 是定性的,而其他许多书籍则是高度数学化的,但这本书以尽可能简单的形式给出了基本方程式填补了中间地带。
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 此书介绍混沌的发展和非线性动力学的 关主题 内容 ,包括检测和实验数据中的混沌量化,分形和复杂系统。 涉及 非线性动力学中 大多数重要的基本概念,重点 阐述 了物理概念和 用结果,而不是 数学 上进行 证明和推导。虽然许多关于混沌的书籍是定性的,而其他许多书籍则是高度数学化的,但这本书以尽可能简单的形式给出了基本方程式填补了 这两者 中间地带。
  
 
 标签:Physics, Chaos, Dynamical Systems, Fractals
 
 标签:Physics, Chaos, Dynamical Systems, Fractals
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[[混沌: 创造新的科学 Chaos: Making a new science]]
 
[[混沌: 创造新的科学 Chaos: Making a new science]]
  
 这不是一本纯粹 技术书籍。相反,它关注的 点不仅仅是混沌本身,还有研究混沌的科学家。在格莱克的书中,读者遇到 许多非凡而又古怪的人。例如,[[米切尔·费根鲍姆 Mitchell J. Feigenbaum]],他用一个26小时的时钟构建和调整自己的生活,并且观察他醒着的时间与他在洛斯阿拉莫斯国家实验室的同事的时间是否相同
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 这不是一本纯粹 有关 技术 书籍。相反 ,它关注的 点不仅仅是混沌本身,还有 那些 研究混沌的科学家。在格莱克的书中,读者 遇到许多非凡而又古 灵精 怪的人。例如,[[米切尔·费根鲍姆 Mitchell J. Feigenbaum]],他用一个26小时的时钟构建和调整自己的生活,并且观察他醒着的时间与他在[[ 洛斯阿拉莫斯国家实验室]] 的同事的时间是否相同 。讨论到 混沌本身,格莱克在 释研究人员用于解决混沌问题的思维过程和调查技术方面 描绘得很不错 。本书 没有尝试去解释Julia集合、洛伦兹吸引子和庞大复杂的Mandelbort集合,而是依靠草图、照片和格莱克精彩的描述性散文来 构成了整本书的内容。
至于 混沌本身,格莱克在 释研究人员用于解决混沌问题的思维过程和调查技术方面 做了出色的工作 本书没有尝试去解释Julia集合、洛伦兹吸引子和庞大复杂的Mandelbort集合,而是依靠草图、照片和格莱克精彩的描述性散文来 写作
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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。混沌现象在人们的生活中无处不在!上升的香烟柱破碎成缭乱的旋;旗帜在风中前后飘拂;龙头滴水从稳定样式变成随便机样式,混沌现象出现在大气和海洋的湍流中,出现在飞机的飞翔中,出现在高速公路上阻塞的汽车群体中,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……
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混沌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
  
 
 标签:Chaos, Dynamical Systems, Fractals, Nonlinear Dynamics
 
 标签:Chaos, Dynamical Systems, Fractals, Nonlinear Dynamics
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[[城市与复杂性: 运用元胞自动机、主体建模和分形理解城市]]
 
[[城市与复杂性: 运用元胞自动机、主体建模和分形理解城市]]
  
 随着城市规划从集中的、自上而下的模式转向分散的、自下而上的模式,我们对城市系统概念的认知正在发生变化。 在书中,迈克尔 · 巴蒂在复杂性理论的背景下提供了城市动态的全面观点,展示了复杂性理论如何包含无数的过程和元素,并将其组合成有机整体的模型。 他认为,自下而上的过程——其结果总是不确定的——可以与与分形模式和混沌动力学相关的新几何形式相结合,提供适用于城市等高度复杂系统的理论。 Batty 从基于元胞自动机(CA)的模型开始,通过自动机的局部作用模拟城市动态。 然后,他介绍了 基于 主体 建模(ABM) ,其中代理主体是可移动的,并在位置之间移动。 这些模型涉及到许多尺度,从街道的规模到城市地区规模的模式和结构。 最后,Batty 开发了所有这些模型在特定城市情况下的应用,在空间发展的背景下讨论了临界性、阈值、突然性、新颖性和相变等概念。 书中提出的每一个理论和模型都是通过从简化和假设到实际的例子发展起来的。利用大量的视觉、数学和文本材料,《城市与复杂性》将被城市研究人员和对新型计算模型感兴趣的复杂性理论学者阅读。
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 随着城市规划从集中的、自上而下的模式转向分散的、自下而上的模式,我们对城市系统概念的认知正在发生变化。 在书中,迈克尔 · 巴蒂在复杂性理论的背景下提供了城市动态的全面观点,展示了复杂性理论如何包含无数的过程和元素,并将其组合成有机整体的模型。 他认为,自下而上的过程——其结果总是不确定的——可以与与分形模式和混沌动力学相关的新几何形式相结合,提供适用于城市等高度复杂系统的理论。 Batty 从基于元胞自动机(CA)的模型开始,通过自动机的局部作用模拟城市动态。 然后,他介绍了[[ 主体建模 Agent-based Models]](ABM) ,其中代理主体是可移动的,并在位置之间移动。 这些模型涉及到许多尺度,从街道的规模到城市地区规模的模式和结构。 最后,Batty 开发了所有这些模型在特定城市情况下的应用,在空间发展的背景下讨论了临界性、阈值、突然性、新颖性和相变等概念。 书中提出的每一个理论和模型都是通过从简化和假设到实际的例子发展起来的。利用大量的视觉、数学和文本材料,《城市与复杂性》将被城市研究人员和对新型计算模型感兴趣的复杂性理论学者阅读。
  
 
 标签:Cellular Automata, Scaling, Agent-Based Modeling, Cities
 
 标签:Cellular Automata, Scaling, Agent-Based Modeling, Cities
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[[攀登不可能之山 Climbing Mount Improbable]]
 
[[攀登不可能之山 Climbing Mount Improbable]]
  
 人类的眼睛是如此的复杂而又精确,人们可能会相信,人现在的形状和功能一定是精心设计的产物。 这样一个错综复杂的物体怎么会偶然间出现呢? 在《纽约时报》称之为“杰作”的文章中,[[理查德·道金斯]]阐述了这一主题,并建立了一个仔细推理和令人瞩目的论点,认为进化适应是地球上生命的机制。 “不可能的山”的比喻代表了完美和不可能性的结合,集中体现在看似“设计”的生物复杂性上。 道金斯巧妙地引导读者进行了一次惊险的旅行,穿过山口,爬上山顶,向读者证明,沿着不可能的道路走向完美是需要时间的。 道金斯聪明地描述了一些非凡的适应性变化,例如无花果的大量繁殖,蜘蛛复杂的丝 世界,以及不会飞的动物身体上翅膀 进化。通过它所有运行的 DNA 线,生命的分子, 负责 自己的命运,在一个无休止的朝圣之旅之间超越时代。
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 人类的眼睛是如此的复杂而又精确,人们可能会相信,人现在的形状和功能一定是精心设计的产物。 这样一个错综复杂的物体怎么会偶然间出现呢? 在《纽约时报》称之为“杰作”的文章中,[[理查德·道金斯]]阐述了这一主题,并建立了一个仔细推理和令人瞩目的论点,认为进化适应是地球上生命的机制。“不可能的山”的比喻代表了完美和不可能性的结合,集中体现在看似“设计”的生物复杂性上。 道金斯巧妙地引导读者进行了一次惊险的旅行,穿过山口,爬上山顶,向读者证明,沿着不可能的道路走向完美是需要时间的。 道金斯聪明地描述了一些非凡的适应性变化,例如无花果的大量繁殖,蜘蛛复杂的丝 世界,以及不会飞的动物身体上翅膀 如何 进化。通过它所有运行的 DNA 线,生命的分子, 管理着 自己的命运,在一个无休止的朝圣之旅之间超越时代。
  
 
 标签:Evolution, Biology, Origins of Life
 
 标签:Evolution, Biology, Origins of Life
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[[人工智能社会中的协调: 社会结构及其对自主解决问题智能体的影响 Co-ordination in Artificial Agent Societies: Social Structures and Its Implications for Autonomous Problem-Solving Agents]]
 
[[人工智能社会中的协调: 社会结构及其对自主解决问题智能体的影响 Co-ordination in Artificial Agent Societies: Social Structures and Its Implications for Autonomous Problem-Solving Agents]]
  
 这本专著提供了人工人类主体模型社会中协调的不同方法的全 面调查 从对现有技术的批判性评估出发,作者开发了一种利用结构化合作机制构建多智能体应用程序的方法。 主体拥有关于其环境的专 知识,以便发现和克服特定类型的问题,他们利用其社会知识相互调整其活动, 他们被迫 通过规范性规则采取连贯的集体行为。 利用博弈 论理 论对该模型进行形式化描述,并通过 agent 体系结构实现。 通过建立分布式道路交通管理决策支持系统的原型进行了实验评估,并 基于集中式体系结构的替代模型进行了比 项工作 一个有价值的特 ,它不仅促进了人工代理社会中一个建立良好的正式协调模型,而且还将其应用于作为智能代理社会组织的一个操作性软件架构,以解决现实世界中的问题。
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 这本专著提供了人工 创造的 人类主体模型社会中协调的不同方法的全 局概览 。从对现有技术的批判性评估出发,作者开发了一种利用 结合 结构化合作机制构建多智能体应用程序的方法。 其中的 主体拥有关于其 所处 环境的专 知识,以便发现和克服特定类型的问题,他们 也能够 利用其社会知识相互调整其活动, 也在特定情况下 通过规范性规则采取连贯的集体行为。 这一系列行为都能 利用博弈论对该模型进行形式化 描述,并通过 agent 体系结构实现。 另一方面,对一类 通过建立分布式道路交通管理决策支持系统的原型进行了实验评估,并 基于集中式体系结构的替代模型进行了 比。这 套方法 闪光 在于 ,它不仅促进了人工代理社会中一个建立良好的正式协调模型,而且还将其应用于作为智能代理社会组织的一个操作性软件架构,以解决现实世界中的问题。
  
 
 标签:Agent-Based Modeling, Artificial Life, Artificial Intelligence, Game Theory, Social Systems
 
 标签:Agent-Based Modeling, Artificial Life, Artificial Intelligence, Game Theory, Social Systems
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[[基于碰撞的计算 Collision-based Computing]]
 
[[基于碰撞的计算 Collision-based Computing]]
  
 基于碰撞的计算提供了一 独特的概述,包括在非线性介质中移动的自定位模式的计算, 包括 光学媒介的计算,大规模并行处理机计算机的数学模型和分子系统。 它包括 台球模型及其元胞自动机类似物中的 保守 计算、晶格气体中计算装置的 实现 、[[约翰·康威 John Conway]]的[[生命游戏]]和离散激发介质、粒子机理论、孤子计算、弹道计算逻辑、计算现象学和自复制通用计算机等多种学科。 基于碰撞的计算将是研究人员在计算科学,数学物理和工程相关主题的 兴趣 也将 研究生课程 有用背景阅读,如光计算,自然启发计算,人工智能,智能工程系统,复杂和自适应系统,并行计算,应用数学和计算物理学.
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 基于碰撞的计算提供了一 独特的概述,包括在非线性介质中移动的自定位模式的计算,光学媒介的计算,大规模并行处理机计算机的数学模型和分子系统 中的内容 同时还涉及 台球模型及其元胞自动机类似物中的计算、晶格气体中计算装置的 运行 、[[约翰·康威 John Conway]]的[[生命游戏]]和离散激发介质、粒子机理论、孤子计算、弹道计算逻辑、计算现象学和自复制通用计算机等多种学科 的内容 。基于碰撞的计算将是研究人员在计算科学,数学物理和工程相关主题的 着眼点 。也将 研究生课程 提供 有用 背景阅读,如光计算,自然启发计算 (有待确定) ,人工智能,智能工程系统,复杂和自适应系统,并行计算,应用数学和计算物理学.
 
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 标签:Computation
 
 标签:Computation
  

2020年2月15日 (六) 16:52的版本

复杂性科学的43个愿景 43 Visions for Complexity

要应对21世纪人类社会的复杂性,需要更深入的定量性、预测性的理解和分析。在这本宝贵的书中,43位国际知名的科学家和思想家分享了他们对复杂性科学下一个十年的发展愿景。主题包括复杂性科学和大数据科学如何帮助社会应对未来的巨大挑战,以及新成立的维也纳复杂性科学中心 Complexity Science Hub Vienna如何在这条道路上发挥推动作用。

标签:Complex Systems, Data Science

作者:Thurner, Stefan


可持续发展下的复杂性方法论 A Complexity Approach to Sustainability

商业可持续性和可持续发展在当代社会经济研究中具有重要意义。 尽管如此,系统科学和复杂性科学最近在解决这些问题方面的贡献的影响尚未渗透到有效的实践中。 在这本书中,作者认为在可持续性研究,特别是在全球气候变化的背景下,迫切需要应用体现复杂性管理原则的分析工具。 所提出的办法是基于通过协作将整个系统集合在一起的概念,这样可以创造一个更大的系统,这个系统能够解决我们的社会-经济-环境系统所面临的问题。

标签:Sustainability, Biology

作者:Espinosa, Angela and Walker, Jon

合作物种:人类的互惠性及演化 A Cooperative Species: Human Reciprocity and Its Evolution

这本书有对应的中文版本,本书的作者作为人类行为学在实验和进化科学方向的先驱者,在这本书阐述了基因和文化的变革如何造就一个族群—在这个族群里,大部分人为了维护伦理准则和帮助他人,哪怕是陌生人,而愿意牺牲自己的利益。从人类的几千年的发展历史来看,小组成员之间的互相合作,是生存下来的必要条件。这本书使用了大量实验、考古、基因学和人种学的数据来建立共同进化的模型。

标签:Evolution, Game Theory, Social Systems, Social Science, Agent-Based Modeling, Dynamical Systems

作者:S. Bowles and H. A. Gintis

粗看整体性 A Crude Look at the Whole:The Science of Complex Systems in Business, Life, and Society

在本书中,社会科学家恶化经济学家约翰·米勒给我们展示了为什么我们需要从整体视角来看待世界。首先,无论我们谈论的是股票市场、计算机网络还是生物有机体,只有当我们意识到这些部分是大系统的部分时,单个的部分才有意义。 也许更重要的是,这些整体可以表现出与部分截然不同的行为。米勒是计算领域研究复杂适应系统 Complex Adaptive Systems的杰出专家,揭示了不同结构组织之间整体的连接模式:这看起来很粗糙,但是蜂巢的温度控制系统可以帮助预测市场波动,哺乳动物的心跳可以帮助我们了解一个城市的“心跳”,并且相应地调整城市规划。从持续的种族隔离到突如其来的股票市场灾难,一旦我们开始在系统之间建立联系,我们就可以解决那些看起来很棘手的问题。正式由于这种颠覆式的观点,我们最终可以超越还原论的局限性,发现新的关键思想。这本书是一个非常强有力的探索对于我们社会所面临的挑战,且非常具有科学性和可读性。正如这本书所揭示的,粗看整体可能才是真正看到的唯一途径。

标签:Complex Systems

作者:Miller, John


网络理论初级课程 A First Course in Network Theory

网络理论的研究是一个高度跨学科的领域,已经成为从物理学到数学,从生物到社会科学各个学科的主要兴趣话题。这本书通过平衡不同学科背景学生的需求,从不同角度研究复杂网络。它引用了网络理论中最常用的概念,举例说明了它们在解决实际问题中的应用,并明确指出了如何分析它们的结果。在本书的第一部分,学生和研究人员将发现处理复杂网络所必需的定量和分析工具,包括网络和图论、线性和矩阵代数的最基本概念,以及研究网络最常用的物理概念。 他们还将获得一些关键技能的指导,如如何证明分析结果和如何操作经验网络数据。


标签:Networks

作者:Ernesto Estrada & Philip Knight

首达过程指南 A Guide to First-Passage Processes

首达过程在随机过程中是一个普遍常用的性质,比如扩散限制生长,神经元放电,和股票期权的触发。这本书对于手打过程提供了一个统一的描述,突出了它与静电学的相互联系,和由此产生的重大结果。作者刚开始用一个非常现代化的表示介绍了基础理论,包括一个随机游走的首达概率和occupation,以及与电阻网络中静电和电流的关系。介绍了各种应用,包括神经元动力学,自组织临界性,扩散有限聚集,自旋系统的动力学,扩散控制反应动力学。 讨论的例子包括神经元动力学,自组织临界性,自旋系统的动力学和随机共振。(需确认)


标签:Physics, Chemistry, Mathematics

作者:Rednor, S.


时序网络指南 A Guide to Temporal Networks

本书介绍了新兴的时序网络最新的理论和建模进展,并且提供了处理一多交叉的新兴学科所需要的不同领域知识之间的联系。在介绍了网络和随机动力学的关键概念之后,作者和读者可以形成网络动力学是数学和计算工具的统一的共识。这本书不管是对学生还是教授都是一本很好的入门指南,尤其是对于应用数学、物理和计算机等基础学科以及包括社会科学、神经科学和生物等应用领域而言,这个主题都是一个热门的研究。


标签:Networks, Dynamical Systems

作者:Masuda, Naoki, and Lambiotte, Renaud


一种新科学 A New Kind of Science

本书是史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram于2002年出版的一本畅销书,颇具争议。 它的主要内容是对像元胞自动机这样的计算系统经验化和系统化的研究。沃尔夫勒姆称这些系统为简单的程序,并认为适合研究简单程序的科学哲学和方法与其他科学领域有关。

标签:Computation, Cellular Automata, Complex Systems

作者:史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram



自然与人工系统中的适应 Adaptation in Natural and Artificial Systems

《自然与人工系统中的适应:理论分析及其在生物控制和人工智能中的应用》是遗传算法开山之作,以适应性为主题,贯穿生物、经济、人工只能等多种科学,描述有关自然和人工系统中的适应问题背后隐藏的规律性及其理论,建立统一的适应性系统的理论框架,展示使计算机程序自发进化的遗传算法,以严格的数学定理揭示了算法背后的理论本质。这本书的翻译版本由北京师范大学教授张江老师翻译。

标签:Complex Systems, Genetics, Artificial Life, Artificial Intelligence, Neuroscience, Game Theory, Genetic Algorithms

作者:约翰·霍兰德 John Holland

自适应协作系统 Adaptive Cooperative Systems

这是关于自组织过程的一次全面、最新的探索。这使得我们对自组织协作系统的理解突飞猛进,对生命的本质和人类意识有了新的认识,同时为一系列广泛的技术问题提供了解决方案。本书的目的是为了帮助在信号处理、神经科学和机器人学等领域的研究人员跟上自适应协作系统的最新进展。自适应协作系统清晰的阐述了统计物理最新自适应协作模型和方法背后的统计物理规律,描述了随机概率方法并说明了如何用该方法创造可以用于解决不同研究领域问题的算法,描述了在生物系统中自组织协作行为最新的重要发现,提供了从地球科学、天体物理学、图像处理、机器人学、人工智能和其他学科的提炼的例子,合作计算理论作为一个严格的理论在感知推理问题中被广泛应用。


标签:Complex Systems, Emergence

作者:M. Beckerman

进化种群中的适应性个体:模型与算法 Adaptive Individuals in Evolving Populations: Models and Algorithms

这本书来自于由圣塔菲研究所资助的自适应计算项目所举办的一个眼讨论,它聚集了20多余名科学家,来自生物学、心理学和计算机科学等多个交叉学科,他们都研究种群进化和个体在这些种群中的适应性之间的相互作用。本书包括从一系列跨学科的观点探索相互作用的适应系统的论文。有一大半的文章都是关于这个主题的经典的、有开创性的文献,比如从Lamarck和Waddington这样的生物学家到Piaget和Skinner这样的心理学家。另一半的文章是参与会议的科学家的最新研究作品。这些新论文特别强调了数学和计算工作所起的作用,他们它们既是自然现象的模型,也是有用的算法。


标签:Evolution, Modeling

作者:M. Mitchell

应用自组织系统最新研究 Advances in Applied Self-organizing Systems

我们如何设计一个自适应系统?是否有可能验证和控制非确定性动力学?在涌现模式下带来的鲁棒性、适应性和规模性和对结果核实和验证的传统需求之间,什么是正确的平衡?在过去的十几年里,我们看到许多进步,从“涌现功能性”到“涌现设计”的原创性想法,到具有规范数学形式的“指导性自组织”,然而,最大的挑战仍然存在,就是如何吸引最好的科学家和工程专家来关注这个难以琢磨的问题。这本书成功的展示了工程自组织系统的实践状态,并检验了在应用环境中平衡设计和自组织的方法。正如这本书的第二版所强调的那样,找到这种平衡有助于应对各种各样的实际挑战,如在心血管内微型机器人的导航,自我监控的航空航天器、适用于自主侦察和监视的模块化集群机器人、自我管理的网格和多处理器调度、数据可视化和自调整的数字化模拟电路、计算机网络中的入侵检测、水力物理场的重建、交通管理、免疫计算以及自然启发计算。本书提出和讨论的都是受生物启发的算法,通过阅读这本书,读者将会对元胞自动机、遗传算法、人工免疫系统、蛇形运动、蚂蚁觅食、鸟群聚集、神经电路等等,展示了自组织的实际相关性和适用性,是不同领域的学生和研究员了解最新进展不可或缺的工具。


标签:Emergence, Artificial Life, Artificial Intelligence, Computation, Epidemiology, Public Health, Self-Organization, Ecology

作者:Mikhail Prokopenko


基于主体和个体的建模:一个实用的介绍 Agent-Based and Individual-Based Modeling: A Practical Introduction

主体建模是一种新的技术,对于理解生物、社会和其他复杂系统的动力学是如何从组成这些系统的主体的特征和行为中产生的。这本有新意的教科书,培养学生和科学家设计、应用、以及分析主体模型的能力。它从建模的基础知识入手,介绍了Netlogo,这是一个易于使用、免费且强大的软件平台。接下来的九章,每一章都介绍了一个重要的建模概念,并且告诉我们如何用Netlogo去实现它。接着这本书又介绍了找到不同模型水平复杂度的策略,并且发展了的用于从其他模型中分析和学习主体行为的理论。

标签:Agent-Based Modeling, Modeling

作者:S. F. Railsback & V. Grimm


基于主体的建模:圣塔菲研究所人工股票市场模型的再探索 Agent-based Modeling: The Santa Fe Institute Artificial Stock Market Model Revisited

这本书调和了技术交易的存在和市场有效假说之间的矛盾,通过分析一个著名的主体模型,圣塔菲研究所人工股票市场。它发现当选择力量弱的时候,金融进化不能保证只有最适合的交易规则才能生存。它的主要贡献在于应用了在主体社区中被广泛地忽视的群体遗传学的标准结果。


标签:Agent-Based Modeling, Economics, Emergence

作者:E. Norman


主体建模 Agent-based Models

主体建模是一种技术,现在被越来越广泛地应用在社会科学中。它涉及到建立包含“主体”的计算模型,每个主体都代表着社会世界的一个扮演者,“环境”就是主体的存在的地方。主体能够相互交互,并且被设定为积极主动、自主、且能感知他们所在的虚拟世界。主体建模的技术起源于人工智能,和计算科学,但目前正在全世界的研究中心作为一个独立的研究方向。在本书中,作者回顾了一系列主题建模的例子,描述了如何设计并构建你自己的模型,并且考虑了诸如验证、确认、规划建模项目等实际问题,以及如何基于主题建模的结果构建一个学术报告。它包含了一个术语表、一个带注释的资源列表、在构造主体模型时的编程环境建议和一个有实操性、手把手地开发主体模型的示例。


标签:Agent-Based Modeling,

作者:奈杰尔·吉尔伯特 Nigel Gilbert

代数自动机理论 Algebraic Automata Theory

这是对机器代数理论的一种独立的、最新的著作。作者研究了机器概念在生物、生物化学和计算机科学中的各种应用,并且对机器可以通过更简单的机器被分解和模拟的方式给出了严格的实验方法,这种实验的基本思想是来自于近世代数。许多新结果背后的动机是通过应用程序提供的,所以这个程序对应的账号,对于那些学习应用代数和计算科学理论的本科生或者研究生低年级学生,以及在这个领域的研究者应该是有价值且可获得的。

标签:Cellular Automata, Mathematics

作者:W.M.L. Holcombe


主体建模方法介绍 An Introduction to Agent-Based Modeling


快速计算的广泛应用使我们能处理更复杂的问题,并建立和分析更复杂的模型。本书是关于主体建模核心概念方法和应用的介绍,全面且容易上手,包括大量、详细的Netlogo教程。这本书是关于研究这个新领域知识的主要方法论的介绍。主体建模提供了一个做科研的新方式:通过计算机进行实验。主体建模适合嵌入在自然、社会、和工程环境中的复杂系统,跨越从工程到生态学各个领域。本书首先描述了主体建模的性质和基本原理,然后提出了设计和建立主体模型的方法论,接着讨论了如何利用主体模型来回答复杂问题,最后给出了参考文献和相关阅读清单。还有一个附带的网站,上面有所有的模型和代码。


标签:Agent-Based Modeling, Modeling, Complex Systems

作者:Uri Wilensky and William Rand

复杂系统介绍 An Introduction to Complex Systems

这本书探索的是复杂系统理论的跨学科领域。读完本书,读者将能够理解复杂系统里面使用的术语以及他们之间是如何相互关联的,用实际案例理解复杂系统的模式;在各个领域映射复杂性理论;能够阅读这个领域更多的前沿文献。这本书是由基本的系统概念开始的,接着介绍简单规则如何导致复杂行为,然后作者介绍了非线性系统、模式形成、系统中的网络和信息流。后面的章节包含了复杂系统中的热力学、网络中出现的动力学模式,以及博弈论如何作为决策的框架。文本中穿插着哲学和定量的论点,每一章都以问题和提示结尾,帮助读者建立更多的联系。


标签:Complex Systems

作者:Joe Tranquillo

遗传算法导论 An Introduction to Genetic Algorithms

遗传算法在科学和工程作为解决实际问题的自适应算法和自然进化系统的计算模型,本书通过简单、易懂的介绍,描述了一些在这个领域最感兴趣的研究,同时也能让读者可以实现和实验自己的遗传算法。它深入关注了一小部分重要而有趣的主题,特别是机器学习、科学建模和人工生命;同时它回顾大量研究,包括作者本人和她的同事们的研究。本书对学科的学生和研究人员来说都是可以理解的。 它包括许多思想和程序练习,可以建立和加强读者对文本的理解。 第一章介绍了遗传算法及其术语,并详细描述了两个具有挑战性的应用。 第二和第三章着眼于遗传算法在机器学习(计算机程序、数据分析和预测、神经网络)和科学模型(学习、进化和文化之间的相互作用; 性别选择; 生态系统; 进化活动)中的应用。 第四章对遗传算法理论的几种方法进行了深入的讨论。 第五章讨论了实施问题,最后一章提出了一些目前尚未解决的问题,并展望了进化计算的未来。


标签:Genetic Algorithms

作者:M. Mitchell


信息论导论 An Introduction to Information Theory

在电话、收音机和电视这些熟悉表面的背后,隐藏着一个复杂而有趣的知识体系,即信息论。 这个理论已经渗透到各种通信的快速发展中,从彩色电视到木星附近照片的清晰传输。 预计未来还会有更多的颠覆性进展。 为了给这个新兴的领域一个科学有力的介绍,作者已经修订了他从1996年出版就广受好评的研究信息论,作为即将面世的第二版。从这个领域的起源开始,作者沿用了克劳德 · 香农的伟大公式,描述了编码和二进制数字、熵、语言含义,有效编码,以及噪声信道等主题的方方面面。 然后,他超越了这些主题的严格定义,探索了信息理论与物理学、控制论、心理学和艺术相关的方式。 为了有利于认真学习的学生,作者在适当的地方引入数学公式,同时为了帮助那些不太精通数学的人,也提供了术语表和数学符号的附录。


标签:Entropy, Information Theory, Artificial Life, Artificial Intelligence

作者:J. R. Pierce


柯尔莫哥洛夫复杂度及其应用简介 An Introduction to Kolmogorov Complexity and Its Applications

本书是由该领域的2名专家一起撰写的,对于各个领域的高年级的本科生、研究生和研究员而言都是理想的学习材料。这本书是一个完整的整体:涵盖了来自数学、概率论、统计学、信息理论和计算机科学的基本要求。 包括该领域的历史,理论,最新发展,广泛的应用,众多(新的)问题集,评论,来源参考,和提示的解决方案的问题。 这是对柯氏复杂性的中心思想及其应用的综合性读物之一。


标签:Information Theory

作者:M. Li & P. Vitanyi

社会科学模型概述 An Introduction to Models in the Social Sciences

什么是模型?你知道如何建模吗?社会科学中的常见模型有哪些?一个模型如何应用在一个新的情境下?什么是一个好的模型?针对这些问题的答案以及一些其他的相关问题,这个对于社会科学交叉学科中模型构建的介绍,主要是针对学生在创造性模型构建以及发现过程所形成的有趣的问题。这本书介绍了个人选择、交换、适应和扩散的模型。 自始至终,鼓励学生用分析性思维思考问题。

标签:Modeling, Social Systems, Social Science

作者:C. A. Lave & J. G. March


概率论及其应用 An Introduction to Probability Theory and Its Applications

本书为第3版,涉及面极广,不仅讨论了概率论在离散空间中的诸多课题,也涉及了概率论在物理学、化学、生物学(特别是遗传学)、博弈论及经济学等方面的应用,主要内容有:样本空间及其上的概率计算,独立随机变量之和的随机起伏,事件的组合及条件概率,离散随机变量及其数字特征,大数定律,离散的马尔可夫过程及其各种重要特征,更新理论等,除正文外,还附有六七百道习题和大量的附录。

标签:Mathematics, Statistics

作者:W. Feller


转移熵概述:复杂系统中的信息流 An Introduction to Transfer Entropy: Information Flow in Complex Systems

本书考虑了复杂系统中一个相对新的度量,转移熵,来源于对时间序列的大量观测。在一个章节的定性介绍之后,另一个章节解释这个内容理解所备的统计学思想;接着作者深入地介绍了信息论和转移熵。该方法的一个关键性质就是作者对于信息流和复杂度关系的研究工作,后面的章节则介绍了在规范系统(如神经科学和经融学)方面的信息转移和应用。这本书适用于在计算机科学、神经科学、物理学和工程领域的高年级本科生、研究生或者研究者。


标签:Information Theory, Thermodynamics

作者:T. Bossomaier, L. Barnett, M. Harré, J.T. Lizier

自动机理论和代数的应用 Applications of Automata Theory and Algebra 这本书最初是由伯克利的数学家John Rhodes在1969年所写。它被称为是代数工程的基础工作,这是一个新兴的领域,它是通过利用有限状态机模型及其复杂性创造统一性的框架,从而将将有限群理论、半群理论、自动机和顺序机理论、有限相空间物理学、代谢和进化生物学、认识论、精神分析的数学理论、哲学和博弈论等多个领域联系起来。因此作者介绍了一个完全原始的代数方法来理解复杂性和有限系统。这本书未出稿的手稿,通常被称为“野书”,成为一本未发表的经典,并要求持续更新手稿的信息,被很多来自数学,复杂系统,人工智能,和系统生物学的研究员阅读。但是这本书到现在也还没有出版。

标签:Game Theory, Cellular Automata, Mathematics

作者:John Rhodes

人工生命概述 Artificial Life: An Overview

人工生命是一个旨在提高协同在生物现象研究中作用的领域,对于揭开生命的秘密和提出一系列关于科学技术以及哲学和伦理等令人不安的问题方面有巨大的潜力。这本书汇集了一系列的综述文章,这些文章都是来源于开创性期刊《人工生命》的前3期,以及一个关于克里斯托弗·朗顿 Christopher Langton的介绍,他是《人工生命》的主编,该学科创始人,圣塔菲研究所生命计划项目主任。

标签:Artificial Life, Artificial Intelligence

作者:克里斯托弗·朗顿 Christopher Langton

随机游走的特点及应用 Aspects and Applications of the Random Walk

尽管随机游走的重要性在各个方面的应用都显然易见,但是很少有书专门介绍这个概念。因此,对这个主题及时的介绍,将会受到一些没有接触过学生和更多的高级研究员的欢迎。作者集中在这个主题几个简单的方面,主要集中在马尔科夫模型,或者与马尔科夫公式密切相关的模型。具有马尔科夫和费马尔科夫两个方面的随机游走就是这类模型的例子。随机游走模型的渐近性质一直都是研究的重点,因为他们普遍的形式使得数学形式得到了广泛的应用。


标签:Physics, Modeling, Mathematics

作者:Weiss, G. H.


元胞自动机和复杂性:论文集 Cellular Automata and Complexity: Collected Papers

数学方程是模拟自然最好的方式吗?至少很长一段时间以来,人们都是这样认为的。但是在20世纪80年代早期,史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram提出了一种特别的方式,他认为人们应该基于直接而简单的计算机程序来建模。他对一类被称为元胞自动机的模型进行深入的研究,发现了一个事实:基于简单的规则,可以演化出高度复杂的行为,并且可以模拟出自然界中的很多现象。基于这样一个事实,他开始了一个新的研究项目,成为复杂性科学,他的研究结果被应用在很多方面,从所谓的分类到人工生命,再到密码学和流体力学的新思想。这本书收集了Wolfram关于元胞自动机和复杂性研究的原始论文,有一些是科学界广为人知的论文,有一些也从来没有发表过。元胞自动机已经成为了一个新的研究领域,在物理学、经济学和计算机科学许多影响具有非常重要的影响。

标签:Cellular Automata, Complex Systems, Systems Theory

作者:S. Wolfram


元胞自动机:一种新的建模环境 Cellular Automata Machines: A New Environment for Modeling(未建立词条)

最近,元胞自动机凭借着大小、速度、和灵活性,且对于一般的实验,价格优惠,已经被科学界广泛应用。这些机器提供了一个实验室,可以对来自于文本中的一些想法,在各种不同的系统中进行测试和应用。对于建模和仿真感兴趣,以及从事数学建模的科学家来说,这篇关于元胞自动机的介绍非常的适用且不过时。元胞自动机对于计算机科学家来说,就像“场”对于物理学家来说一样重要。它们为物理学、组合数学和计算机科学家的许多研究提供了自然的模型,尤其是针对那些研究涉及到那些在空间上扩展,在时间上随着规则局部演化的系统。元胞自动机机器是一台专门针对元胞自动机仿真进行优化的机器。从同样的成本和任务,它的专用结构使其可以运行比通用计算机的速度快成千上万倍。 在实际应用中,这允许进行密集的交互实验,并开辟了分布式动力学研究的新领域,包括涉及并行计算和图像处理的实际应用。


标签:Cellular Automata

作者:T. Toffoli & N. Margolus


元胞自动机:一个离散的宇宙 Cellular Automata: A Discrete Universe

元胞自动机是一类空间和时间上都离散的数学系统,具有局部相互作用和协同演化的特性。由数学家约翰·冯·诺依曼 John von Neumann在20世纪50年代发明了这个模型,作为生物自复制的简单模型。他们是复杂系统和过程的原型模型,由大量的、同质的、局部的相互作用的成分组成。多年来,元胞自动机一直是人们关注的焦点,因为他们能够一系列相对简单的规则中演化出非常复杂的行为模式,而且,它们似乎可以捕捉到真实系统中观察到自组织和协作行为的基本特征。这本书总结了元胞自动机的基本性质,并且,深入地探索了许多和元胞自动机相关的其他领域,包括人工生命、混沌、涌现、分形、非线性动力系统和自组织。这本书适合于想要学习了解秩序、混沌和复杂性涌现学生、老师或者研究者。它涵盖了一个广泛的参考书目,以及在网络上可以找到的关于元胞自动机的资源清单。

标签:Artificial Life, Artificial Intelligence, Dynamical Systems, Cellular Automata, Neural Networks

作者:A. Ilachinski

元胞自动机:理论和实验 Cellular automata: Theory and experiment

元胞自动机,空间和时间上的离散动力系统,正在屋里和自然科学中产生着有趣的应用。这本书涵盖了当代研究元胞自动机的很多资源,包括综述、研究报告、近期的文献指南和可用软件等。每个章节瀚海数学分析、关于元胞自动机的空间结构,特定性质的学习规则,元胞自动机在生物、物理、化学、计算机科学中的应用,以及在神经网络、布尔网络和耦合晶格网络(coupled map lattices)上的概述。

标签:Cellular Automata, Computation

作者:H. Gutowitz

自复制自动机理论 Theory of Self-reproducing Automata

自复制自动机理论整理自冯·诺依曼的手稿《自复制自动机理论》,由人工智能先驱 Arthur Burks 整理成书。集智俱乐部资深粉丝“东方和尚”将全书第一部分翻译成中文,张江做了详细点评。我们将其整理成“冯·诺依曼自动机器理论”系列文章,以飨读者。这五篇文章不仅仅预测了复杂性科学未来100年的发展方向(事实上很多领域已经验证了冯纽曼的预言),而且还指出了生命逻辑最核心的奥秘:热力学、信息论与自指之间的深刻联系。

标签:Control Theory, Computation, Cellular Automata, Artificial Life, Self-reference

作者:约翰·冯·诺依曼 John von Neumann

混沌与分形 Chaos and Fractals

这本书的十四个章节涵盖了混沌和分形的中心思想和概念,以及许多相关的主题如:分形与自相似、分形的维数与测度、分形与图像数据压缩编码、随机性与确定性、分形的递归结构、细胞元自动机与吸引子、分形构造中的随机性、确定性混沌:灵敏度、混合与周期点、有序与混沌、奇异吸引子、典型的分形集如Julia集、Mandelbrot集等,重点介绍了分形与混沌的物理意义、两者之间的关系、与数学的其它方面以及自然现象的联系,展示出分形与混沌的在视觉、图像方面的优美结构和图案。

标签:Dynamical Systems, Mathematics, Fractals, Cellular Automata, Computer Science

作者:H. Peitgen, H. Jürgens & D. Saupe

混沌与分形: 基本介绍 Chaos and Fractals:An Elementary Introduction

这本书为读者提供了对混沌和分形的基本介绍,适合没有学习微积分或物理学但具有初等代数背景的学生。此书通过简单迭代函数介绍了混沌的重要现象——非周期性、对初始条件的敏感依赖性、分岔现象。 分形被解释为自相似几何物体,并用自相似和box-counting分型维数进行分析。此书不仅讨论到了幂律,接下来的章节涉及到 Julia 集和 Mandelbrot 集。在书的最后一部分阐释了二维动力系统,奇异吸引子,元胞自动机,和混沌微分方程等概念。

标签:Fractals, Mathematics

作者:D. P. Feldman

混沌与时间序列分析 Chaos and Time-series Analysis

此书介绍混沌的发展和非线性动力学的有关主题内容,包括检测和实验数据中的混沌量化,分形和复杂系统。涉及非线性动力学中绝大多数重要的基本概念,重点阐述了物理概念和效用结果,而不是在数学上进行证明和推导。虽然许多关于混沌的书籍是定性的,而其他许多书籍则是高度数学化的,但这本书以尽可能简单的形式给出了基本方程式填补了这两者中间地带。

标签:Physics, Chaos, Dynamical Systems, Fractals

作者:J. C. Sprott

混沌: 创造新的科学 Chaos: Making a new science

这不是一本纯粹有关技术的书籍。相反的,它关注的重点不仅仅是混沌本身,还有那些研究混沌的科学家。在格莱克的书中,读者会遇到许多非凡而又古灵精怪的人。例如,米切尔·费根鲍姆 Mitchell J. Feigenbaum,他用一个26小时的时钟构建和调整自己的生活,并且观察他醒着的时间与他在洛斯阿拉莫斯国家实验室的同事的时间是否相同。讨论到混沌本身,格莱克在阐释研究人员用于解决混沌问题的思维过程和调查技术方面描绘得很不错。本书并没有尝试去解释Julia集合、洛伦兹吸引子和庞大复杂的Mandelbort集合,而是依靠草图、照片和格莱克精彩的描述性散文来构成了整本书的内容。 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。混沌现象在人们的生活中无处不在!上升的香烟柱破碎成缭乱的旋;旗帜在风中前后飘拂;龙头滴水从稳定样式变成随便机样式,混沌现象出现在大气和海洋的湍流中,出现在飞机的飞翔中,出现在高速公路上阻塞的汽车群体中,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…… 混沌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。

标签:Chaos, Dynamical Systems, Fractals, Nonlinear Dynamics

作者:J. Gleick

城市与复杂性: 运用元胞自动机、主体建模和分形理解城市

随着城市规划从集中的、自上而下的模式转向分散的、自下而上的模式,我们对城市系统概念的认知正在发生变化。 在书中,迈克尔 · 巴蒂在复杂性理论的背景下提供了城市动态的全面观点,展示了复杂性理论如何包含无数的过程和元素,并将其组合成有机整体的模型。 他认为,自下而上的过程——其结果总是不确定的——可以与与分形模式和混沌动力学相关的新几何形式相结合,提供适用于城市等高度复杂系统的理论。 Batty 从基于元胞自动机(CA)的模型开始,通过自动机的局部作用模拟城市动态。 然后,他介绍了主体建模 Agent-based Models(ABM) ,其中代理主体是可移动的,并在位置之间移动。 这些模型涉及到许多尺度,从街道的规模到城市地区规模的模式和结构。 最后,Batty 开发了所有这些模型在特定城市情况下的应用,在空间发展的背景下讨论了临界性、阈值、突然性、新颖性和相变等概念。 书中提出的每一个理论和模型都是通过从简化和假设到实际的例子发展起来的。利用大量的视觉、数学和文本材料,《城市与复杂性》将被城市研究人员和对新型计算模型感兴趣的复杂性理论学者阅读。

标签:Cellular Automata, Scaling, Agent-Based Modeling, Cities

作者:M. Batty

攀登不可能之山 Climbing Mount Improbable

人类的眼睛是如此的复杂而又精确,人们可能会相信,人现在的形状和功能一定是精心设计的产物。 这样一个错综复杂的物体怎么会偶然间出现呢? 在《纽约时报》称之为“杰作”的文章中,理查德·道金斯阐述了这一主题,并建立了一个仔细推理和令人瞩目的论点,认为进化适应是地球上生命的机制。“不可能的山”的比喻代表了完美和不可能性的结合,集中体现在看似“设计”的生物复杂性上。 道金斯巧妙地引导读者进行了一次惊险的旅行,穿过山口,爬上山顶,向读者证明,沿着不可能的道路走向完美是需要时间的。 道金斯聪明地描述了一些非凡的适应性变化,例如无花果的大量繁殖,蜘蛛复杂的丝绒世界,以及不会飞的动物身体上翅膀如何进化。通过它所有运行的 DNA 线,生命的分子,管理着自己的命运,在一个无休止的朝圣之旅之间超越时代。

标签:Evolution, Biology, Origins of Life

作者:理查德·道金斯 Richard Dawkins

人工智能社会中的协调: 社会结构及其对自主解决问题智能体的影响 Co-ordination in Artificial Agent Societies: Social Structures and Its Implications for Autonomous Problem-Solving Agents

这本专著提供了人工创造的人类主体模型社会中协调的不同方法的全局概览。从对现有技术的批判性评估出发,作者开发了一种利用结合结构化合作机制构建多智能体应用程序的方法。其中的主体拥有关于其所处环境的专类知识,以便发现和克服特定类型的问题,他们也能够利用其社会知识相互调整其活动,也在特定情况下通过规范性规则采取连贯的集体行为。这一系列行为都能利用博弈论对该模型进行形式化来描述,并通过 agent 体系结构实现。另一方面,对一类通过建立分布式道路交通管理决策支持系统的原型进行了实验评估,并和基于集中式体系结构的替代模型进行了对比。这套方法的闪光点在于,它不仅促进了人工代理社会中一个建立良好的正式协调模型,而且还将其应用于作为智能代理社会组织的一个操作性软件架构,以解决现实世界中的问题。

标签:Agent-Based Modeling, Artificial Life, Artificial Intelligence, Game Theory, Social Systems

作者:Sascha Ossowski

基于碰撞的计算 Collision-based Computing

基于碰撞的计算提供了一种独特的概述,包括在非线性介质中移动的自定位模式的计算,光学媒介的计算,大规模并行处理机计算机的数学模型和分子系统中的内容。同时还涉及台球模型及其元胞自动机类似物中的计算、晶格气体中计算装置的运行、约翰·康威 John Conway生命游戏和离散激发介质、粒子机理论、孤子计算、弹道计算逻辑、计算现象学和自复制通用计算机等多种学科的内容。基于碰撞的计算将是研究人员在计算科学,数学物理和工程相关主题的着眼点。也将为研究生课程提供有用的背景阅读,如光计算,自然启发计算(有待确定),人工智能,智能工程系统,复杂和自适应系统,并行计算,应用数学和计算物理学. 标签:Computation

作者:Andrew Adamatzky1

复杂适应系统: 计算社会模型导论 Complex Adaptive Systems: An Introduction to Computational Models of Social Life

这本书提供了第一个明确,全面,易于理解的复杂适应社会系统的目录,由两个领域的权威背书。无论是政党、股票市场还是蚁群的系统他们都提出了社会科学面临的一些最有趣的理论和实践挑战。 复杂自适应系统的编纂吸引人,并平衡技术细节和直观的解释,重点是关键的工具和想法,已在该领域出现了自20世纪90年代中期以来,以及所需的技术,以研究这类系统。 它详细介绍了涌现、自组织临界性、自动机、网络、多样性、适应和反馈等概念。 它还演示了如何利用从数学到自适应代理的计算模型的方法来探索复杂的自适应系统。和 Scott Page 展示了如何结合来自经济学、政治学、生物学、物理学和计算机科学的观点来阐明组织性、适应性、地方分权和鲁棒性等主题。 他们还展示了如何卓有成效地超越建模中常见的极端。

标签:Complex Systems, Cellular Automata, Networks, Emergence, Adaptation, Modeling

作者: Scott E. Page

复杂和自适应动力系统: 入门 Complex and Adaptive Dynamical Systems: A Primer

这本入门书向读者介绍了形成我们对复杂和突发行为的现代理解的核心概念,以及相关数学方法的详细内容。 所有的计算都是一步一步来的,并且很容易理解。

标签:Networks, Dynamical Systems, Chaos, Emergence, Adaptation

作者:Claudius Gros

复杂工程系统: 科学与技术的结合 Complex Engineered Systems: Science Meets Technology

这本书阐明了塑造和指导我们日常生活的大规模工程系统。 它通过汇集最新的研究和实践来定义复杂工程系统的新兴领域。 理解、设计、构建和控制这些复杂系统将是未来几十年工程师们面临的主要挑战。 这本书是朝着解决这一挑战迈出的一步。

标签:Technology, Engineering

作者:Dan Braha Ali A. Minai Yaneer Bar-Yam

复杂的人类动力学: 从思想到社会 Complex Human Dynamics: From Mind to Societies

本书由社会科学家和心理学家紧密合作的网络编辑和撰写,将这些领域的典型研究主题重新铸造成非线性、动态和复杂系统的语言。 其目的是为具有物理学、应用数学和计算机科学不同背景的科学家提供机会,将他们的行业工具应用于一个全新的可能的应用范围。 同时,这本书也将成为新一代社会科学家和心理学家的第一本参考书,他们希望熟悉新的方法论和”复杂性思维”

标签:Nonlinear Dynamics, Social Science, Psychology, Mathematics, Physics

作者:Andrzej Nowak Katarzyna Winkowska-Nowak David Brée

复杂网络: 结构、鲁棒性和功能 Complex Networks: Structure, Robustness, and Function

这本研究生水平的教科书阐述了重要的结果和分析技巧,一步一步地介绍了复杂网络的结构和功能。通过一系列的例子,从互联网的鲁棒性到有效的免疫人群的方法,从传染病的传播到如何有效地搜索个体,这本教科书解释了可以使用的理论方法,以及在复杂网络的研究和研究中获得的实验和分析结果。对复杂网络理论中的许多结果进行了详细的推导,这是研究生进入该领域的理想文本。章末复习题有助于学生监控自己对所提供材料的理解。

标签:Scaling, Networks, Fractals

作者:Reuven Cohen Shlomo Havlin

复杂性与公共政策的艺术 Complexity and the Art of Public Policy

现代分析和计算进步使复杂性科学成为可能,它正在改变我们思考社会系统和社会理论的方式。 不幸的是,经济学家的政策模型没有跟上形势,要么停留在市场原教旨主义,要么停留在政府掌握的叙述中。虽然这些标准的叙述在某些情况下是有用的,但在另一些情况下是有害的,它们将思维从创造性的、创新的政策解决方案引向别处。《复杂性与公共政策的艺术》概述了一种新的、更加灵活的政策叙述,它将社会设想为一个不可控但可以受到影响的复杂演化系统。

标签:Economics, Complex Systems, Policy

作者:by David Colander Roland Kupers

创新与社会变革的复杂性视角 Complexity Perspectives in Innovation and Social Change

对于西方世界的许多经济体来说,创新是一个生死攸关的问题。然而,由于我们普遍采用还原论的科学范式,发明和创新很少被科学地研究。大多数工作更倾向于研究其背景及其后果。因此,我们作为一个社会,缺乏科学工具来理解、改进或以其他方式影响发明和创新的过程。这本书深入探讨了这个主题,采取的立场是,复杂的系统方法,其重点是“涌现”,是比我们的传统方法更适合的现象。在一个由欧盟资助的四年期国际研究小组的努力所产出的非常连贯的论文集中,它从不同的学科角度探讨了这个主题的各个方面。 一个主要的重点是,在社会科学中,如果我们想要理解社会进化,就需要从新达尔文主义的“人口思维”转向“组织思维”。另一个主要重点是开发发明和创新的生成方法,详细研究发明和创新发生的背景,以及这些背景如何影响成功或失败的机会。自始至终,这本书充满了有趣的新见解,但也提出了几个精心制定的案例研究,连接的想法与“现实世界”信息的实质性机构。本卷中介绍的研究由欧共体资助的项目 ISCOM (信息社会是一个复杂系统)开发,从两个基本前提出发:--指导创新政策,考虑到创新过程的社会、经济和地理方面至少与科学和技术同样重要; ——复杂系统科学对于理解这些方面至关重要

标签:Agent-Based Modeling, Emergence, Complex Systems, Social Systems, Cooperation, Social Change, Social Science, Cities

作者:David Lane Denise Pumain Sander Ernst van der Leeuw 杰弗里·韦斯特 Geoffery West

复杂性科学: 沃里克大师课程 Complexity Science: The Warwick Masters Course

复杂性科学是研究具有许多相互依赖成分的系统的科学。这样的系统,以及它们所表现出来的自我组织和涌现的现象,是许多具有全球重要性的挑战的核心。这本书是一个连贯的介绍数学方法用来理解复杂性,与大量的例子和现实世界的应用。它从自我组织和涌现的关键概念开始,然后用微分方程和混沌理论处理动力系统的复杂性。利用随机分析技术研究了几类相互作用粒子系统模型,然后处理了复杂系统的统计力学。进一步的主题包括偏微分方程的数值分析,以及随机方法在经济学和金融学中的应用。本书最后介绍了时空阶段和自私的路由。该综述会适合研究人员,从业人员和复杂性科学及相关领域的高级本科及以上水平的学生

标签:Complex Systems, Master's Program

作者:Robin Ball , Vassili Kolokoltsov Robert S. MacKay

复杂性、熵与信息物理学 Complexity, Entropy and the Physics of Information

这本书来自于1989年5月29日至6月2日在圣塔菲圣约翰学院举行的一次会议,这次会议是在圣塔菲研究所的赞助下进行的。 官方参与者(大约40人)以及同样众多的“追随者”被上述“宣言”吸引到圣塔菲类似于《复杂性、熵和信息物理学》这本书的会议不仅探讨了量子和经典物理学之间的联系、信息及其转移、计算以及它们对物理理论形成的意义,而且还考虑了信息处理实体的起源和演化、它们的复杂性,以及它们分析自己的感知以形成宇宙模型的方式。因此,贡献可以分为不同的部分,只有一些困难。事实上,我认为这种程度的重叠是衡量会议成功与否的标准。这意味着对重要问题和预期答案的共识: 它们可能位于“边界区域”的某个地方,在那里信息、物理、复杂性、量子和计算都会相遇。

标签:Complex Systems, Information Theory, Thermodynamics, Physics, Entropy

作者:Wojciech H. Zurek

复杂 Complexity: A Guided Tour

蚂蚁在组成群体时为何会表现出如此的精密性和具有目的性?数以亿计的神经元是如何产生出像意识这样极度复杂的事物?是什么在引导免疫系统、互联网、全球经济和人类基因组等自组织结构?这些都是复杂系统科学尝试回答的迷人而令人费解的问题的一部分。 理解复杂系统需要有全新的方法.需要超越传统的科学还原论,并重新划定学科的疆域。借助于圣塔菲研究所的工作经历和交叉学科方法,复杂系统的前沿科学家米歇尔以清晰的思路介绍了复杂系统的研究,横跨生物、技术和社会学等领域,并探寻复杂系统的普遍规律,与此同时,她还探讨了复杂性与进化、人工智能、计算、遗传、信息处理等领域的关系。 此书中文版由湖南科技出版社出版

标签:Information Theory, Computation, Genetic Algorithms, Evolution, Biology, Cellular Automata, Computer Science, Chaos, Nonlinear Dynamics, Networks

作者:梅拉妮•米歇尔Melanie Mitchell

复杂性: 一则简介 Complexity: A Very Short Introduction

复杂性的重要性在霍金的评论中得到了很好的体现: “复杂性是21世纪的科学”。 从鸟群的迁徙到互联网,环境的可持续性和市场调节,对复杂的非线性系统的研究和理解在过去30年中变得非常有影响力。 在这个非常简短的介绍中,该领域的领军人物之一,约翰·霍兰德 John Holland,介绍了复杂性的关键元素和概念框架。 从复杂的物理系统(如流体流动和预测天气的困难) ,到复杂的适应系统(如高度多样化和相互依赖的热带雨林生态系统) ,他结合了简单而著名的例子——亚当•斯密(Adam Smith)的针厂、达尔文(Darwin)的彗星兰花和西蒙(Simon)的“钟表匠”——以及复杂性理论所采用的涉及代理和瓮模型的方法

标签:Complex Systems

作者:约翰·霍兰德 John Holland

复杂性: 物理学中的层次结构和尺度 Complexity: Hierarchical Structures and Scaling in Physics

这是一个复杂性的综合讨论,因为它出现在物理,化学和生物系统,以及在自然的数学模型中。这本书的目的是说明复杂性表现自己的方式,并介绍一系列日益显性的数学方法对复杂行为进行分类。这本书将感兴趣的研究生和研究人员在物理学(非线性动力学,流体动力学,固体状态,元胞自动机,随机过程,统计力学和热力学) ,数学(动力系统,遍历和概率论) ,信息和计算机科学(编码,信息论和算法复杂性) ,电子工程和理论生物学。

标签:Mathematics, Scaling, Philosophy, Statistical Physics

作者:Remo Badii

复杂性: 混沌边缘的生命 Complexity: Life at the Edge of Chaos

把世界上最好的科学作家与宇宙中最迷人的主题放在一起,你一定会写出一本精彩的书..。复杂性问题是一个至关重要且有争议的话题。这本书很重要,而且写得很漂亮。 “stephen Jay Gould”(复杂性)是我们在自然界和人类世界中发现的复杂性和组织性的奇妙结合: 细胞的运作、大脑的结构、股票市场的行为、政治权力的转移... ..。 这是时间科学... 思考的意义,以及计算信息..。 这是复杂性宣言的核心。 阅读它,思考它... ... 但不要忽视它。 伊恩·斯图尔特,《自然》

标签:Complex Systems, Emergence, Chaos

作者:Roger Lewin

量子场论的概念基础 Conceptual foundations of quantum field theory

量子场论是描述物理世界的亚原子成分以及支配这些成分的法则和原理的强有力的语言。这本书包含最新的深入分析,由一组杰出的物理学家和科学哲学家来完成,我们目前对其概念基础的理解,为什么这种理解必须修订,以便理论可以走得更远的原因,以及可能的方向,修订可能是有希望的和富有成效的。 这些分析将是有趣的研究生和研究工作者在物理谁想知道的基础问题,与他们的学科。这本书也会引起专业科学哲学家、历史学家和社会学家的兴趣,因为它包含了许多材料,用于形而上学和方法论的反思,用于历史和文化分析,用于社会学分析各种因素如何促成基础修订的方式

标签:Physics

作者:Tian Yu Cao

预知社会:群体行为的内在法则 Critical Mass: How One Thing Leads to Another

是否有任何“自然法则”影响人类的行为和组织方式? ”? 在十七世纪,托马斯·霍布斯厌倦了肆虐英格兰的内战,他决定研究出一个稳定的社会需要什么样的政府。他的方法不是基于乌托邦式的一厢情愿的想法,而是基于伽利略从第一原则构建政府理论的机制。 他的解决方案对今天的社会没有吸引力,然而霍布斯在寻找“科学的”社会规则时,引发了一种新的思考人类行为的方式。 亚当斯密,康德,孔德和约翰·斯图尔特·密尔从不同的政治视角追求这一理念。 然而,渐渐地,社会和政治哲学抛弃了“科学”的方法。 今天,物理学正在社会、政治和经济科学中复兴。 鲍尔展示了当我们停止试图预测和分析个人的行为,转而关注个人决策——无论是在合作或冲突的情况下——对我们的法律、制度和习俗的影响时,我们对人类行为的了解有多少。 生动而引人注目的《临界质量》(Critical Mass)是第一本将这些新思想融合在一起,并展示它们如何与理性寻找更好生活方式这一更广泛的历史背景相契合的书。

标签:Dynamical Systems, Emergence

作者:Philip Ball

自然科学中的关键现象: 混沌、分形、自组织和无序 Critical phenomena in natural sciences: Chaos, fractals, self-organization, and disorder

统计物理学的概念、方法和技术在研究相关和不相关的现象时,越来越多地应用于自然科学、生物学和经济学,试图理解和模拟现象的巨大变化和风险。 这是第一本由著名专家编写的教科书,为统计物理学以外的工作者提供了一个现代的最新介绍。 本书的重点是对概念和方法的清晰理解,同时也提供了可以在应用程序中直接使用的工具。 虽然这本书发展出了一个课程的研究生,它将是极大的兴趣,研究人员和工程师,以及在地球物理学和气象学的博士后.

标签:Chaos, Fractals, Emergence, Biology, Self-Organization

作者:Didier Sornette

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