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复杂性科学入门科普书单|十本书带你进入复杂性研究领域

我们已经进入了一个全新的时代。
生活在当代,我们已经不是独立的个体,而是彼此之间互相关联。新的世界需要全新的基础科学理论进行解读,已然身处于一个庞大的复杂系统中,我们应该主动去了解复杂性科学,有意识地培养复杂性的思维。
复杂性科学是采用大数据、人工智能、复杂网络、统计物理等多学科交叉综合的方法,研究各类复杂系统(包括互联网、社会经济系统、生命生态系统、脑与认知系统、物理化学系统等)的一门新兴学科。
是不是感觉有些无从下手?
不用担心,集友福利——
集智俱乐部为你倾心挑选了10本“复杂性科学”入门书籍,配合集智AI学园《复杂性思维》、《系统科学导引》食用更佳~
 
 
书目一览
 
1、《复杂:一门诞生于秩序与混沌边缘的科学》
 
2、《复杂》
 
3、《规模:复杂世界的简单法则》
 
4、《隐秩序:适应性造就复杂性》
 
5、《链接:商业、科学与生活的新思维》
 
6、《宇宙为家》
 
7、《从存在到演化》
 
8、《预知社会 : 群体行为的内在法则》
 
9、《失控 : 全人类的最终命运和结局》
 
10、《哥德尔、艾舍尔、巴赫:集异璧之大成 》
 
 
推荐理由:
详细介绍圣塔菲研究所早期开山鼻祖的故事,详细介绍了复杂性科学的精神。
 
图书链接:
https://book.douban.com/subject/1030898/
 
作者: [美] 米歇尔·沃尔德罗普 
出版社: 生活·读书·新知三联书店 
出版年: 1997-04
 
这部书叙述一群美国科学家如何开创“21世纪的科学”的故事,对正在形成的科学的复杂体系做了深入浅出的描述。介绍了“一场新的启蒙运动”。
 
它为我们讲述了美国的一些不同领域的科学家们越来越无法忍受自牛顿以来一直主导科学的线性和还原的思想束缚。他们在各自领域发现,这个世界是一个相互关联和相互进化的世界,并非线性发展的,并非现有科学可以解释清楚的。他们认为这个世界上不仅存在着混沌,也存在着结构和秩序,他们逐渐将自己的新发现和新观点聚集起来,共同努力形成对整个自然界,对人类社会的一个全新的认识。
 
推荐理由:
作为侯世达的高徒,米歇尔从计算理论和人工智能的角度重新表述了复杂性。
 
图书链接:
https://book.douban.com/subject/6749832/
 
作者: 梅拉妮·米歇尔 (Melanie Mitchell)
出版社: 湖南科学技术出版社
出版年: 2011-8-1
 
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。
 
推荐理由:
物理学家维斯特利用规模法则(scaling law)这个独特视角统一看待生命与死亡,城市与公司,并初步建立起了统一框架。
 
图书链接:
https://book.douban.com/subject/30244461/
 
作者: 杰弗里·韦斯特 (Geoffrey West) 
出版社: 中信出版社
出版年: 2018-6-1
 
享誉全球的复杂系统性科学研究中心圣塔菲研究所前所长杰弗里•韦斯特潜心研究数十年,经过反复试验和求证,终于找到了解构复杂世界的简单逻辑——规模法则。在韦斯特眼中,规模成为衡量世间万物的不变标准,利用规模法则,复杂世界变得可量化、可预测、清晰明了且极度统一。
 
《规模》将帮助你重新思考生命、认识自身、了解你的生活与工作,并告诉你复杂世界其实充满简单的逻辑,只要跳脱思维框架,打破学科限制,你就会重新看清你周遭的一切。
 
推荐理由:
遗传算法之父约翰霍兰在本书中首次强调了适应性在复杂性中的作用,并将复杂适应系统看作是积木块的拼接组合,同时积木又可以行成层级结构。
 
图书链接:
https://book.douban.com/subject/6797698/
 
作者: [美] 约翰·H·霍兰 
出版社: 上海世纪出版集团 上海科教出版社
出版年: 2011-8
 
作为遗传算法之父和复杂性科学的先驱者之一,霍兰从一开始就处于复杂适应系统(CAS)这一新兴研究领域的中心。
 
这部里程碑式著作为这一崭新领域首次提供了一种协调一致的综合,展示了霍兰的独特洞见。《隐秩序:适应性造就复杂性》强调寻找支配CAS行为的一般原理,注重扩展众多科学家的直觉。书中提供了一个适用于全部CAS的计算机模型。霍兰通过描述我们能够做什么,总结了如何增强对CAS的理论认识。他提出的若干理论方法,可以指导人们对付耗尽资源、置我们世界于危险境地的棘手的CAS问题。
 
 
推荐理由:
复杂网络研究权威巴拉巴西的经典著作,回顾了网络科学的研究历史,解释了“富者愈富”的无标度网络背后的机制,为理解生命和社会提供了崭新视角。
 
图书链接:
https://book.douban.com/subject/24862722/
 
作者:  [美] 巴拉巴西 
出版社: 浙江人民出版社
出版年: 2013-8-1
 
巴拉巴西在书中追溯了网络的数学起源,分析了社会学家在此基础上得出的研究成果,最后提出自己的观点:我们周围的复杂网络,从鸡尾酒会、恐怖组织、细胞网络、跨国公司到万维网,等等,所有这些网络都不是随机的,都可以用同一个稳健而普适的架构来刻画。这一发现为我们的网络研究提供了一个全新的视角。
 
本书叙事生动,充满真知灼见,它使我们认识了许多现代社会的“制图师”,这些人正在多个科学领域研究绘制网络地图,在超级计算机的帮助下,他们正一步步揭示出社会关系网络、企业和细胞等拥有的相似性其实超出了它们之间的差异。他们的发现为我们提供了了解自己周围相互连接的世界的重要的新视角。
 
 
推荐理由:
宇宙为家是从生物学的视角阐述复杂性,混沌边缘,涌现与自组织等概念的典范。
 
图书链接:
https://book.douban.com/subject/1120732/
 
作者: 斯图亚特·考夫曼 
出版社: 湖南科学技术出版社
出版年: 2004-4
 
一道分子汤里产生了生命,最终进化出我们今天见到的生物圈。不管我们谈论的是分子和分子如何协作组成了细胞,还是生物体跟生物体如何协作组成了生态系统,还是买方与卖方如何协作组成了市场和经济形态,我们都会发现一些理由使我们相信,光有达尔文主义是不够的;相信我们今天看到的世界不仅仅起源于自然选择。
 
 
推荐理由:
普利高津可谓是从动力系统和热力学研究复杂性科学的先驱。热力学,时间之箭,混沌在这本书中完美融合。
 
图书链接:
https://book.douban.com/subject/2112914/
 
作者: [比利时]普里高津
出版社: 北京大学出版社
出版年: 2007-01-01
 
本书试图回答自然界是怎样演化发展的。作者根据耗散结构理论等非平衡自组织理论的成果,结合当代科学的其他新成果,并放到科学史和文化史中进行考察,指出自然系统从混沌到有序、从已有的有序演化到新的有序的过程,是“活”物质的自组织过程。
 
作者志在把热力学嵌入到动力学之中,重新发现时间的意义,进而消除物理学和生物学的对立,把自然科学和人文科学、西方文化和东方文化结合起来,在更高的起点上建立起人与自然的新联盟。
 
 
推荐理由:
社会物理与经济物理是复杂性科学在社会科学大背景下的一个分支,预知社会是对这个领域的全面性介绍。
 
图书链接:
https://book.douban.com/subject/4908898/
 
作者:  [英] 菲利普·鲍尔 
出版社: 当代中国出版社
出版年: 2010-7
 
在纷繁的社会生活中,个体的行为是无法预知的,但是,当个体数量达到一定程度时,群体的行为反而表现得有章可循,于杂乱中显现秩序和稳定。这是为什么呢?
 
围绕这一问题,作者从统计物理、生物化学等自然科学中探寻其中的缘由,发现了自然与社会之间奇妙的结合点,以及它们共同的法则。从细菌生长的形态到交通流的运行,从流体相变到政治结盟,从电脑网络到市场交易,等等,莫不于纷繁多样中遵从一致的奇妙规则。
 
推荐理由:
失控是站在旁观者的视角介绍复杂性科学最全面和精彩的一本书。
 
图书链接:
https://book.douban.com/subject/5375620/
 
原作名: Out of Control: The New Biology of Machines, Social Systems, and the Economic World
作者:  [美] 凯文·凯利 
出版社: 新星出版社
出版年: 2010-12
 
这是一部思考人类社会(或更一般意义上的复杂系统)进化的“大部头”著作,对于那些不惧于“头脑体操”的读者来说,必然会开卷有益。
 
《失控》成书于1994年,作者是《连线》杂志的创始主编凯文·凯利。这本书所记述的,是他对当时科技、社会和经济最前沿的一次漫游,以及借此所窥得的未来图景。
 
书中提到并且今天正在兴起或大热的概念包括:大众智慧、云计算、物联网、虚拟现实、敏捷开发、协作、双赢、共生、共同进化、网络社区、网络经济,等等。说它是一本“预言式”的书并不为过。其中必定还隐藏着我们尚未印证或窥破的对未来的“预言”。
 
推荐理由:
GEB是一本奇书,它完美地用高超的文学技巧向我们的心智展现了复杂性中的本质困惑——涌现,整体论,还原论,自我的本质究竟是什么?如果你没有对这些问题产生困惑,那你就没有真正理解它们。
 
图书链接:
https://book.douban.com/subject/1291204/
 
原作名: Gödel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid
作者:  [美] 侯世达 
出版社: 商务印书馆
出版年: 1997-5
 
集异璧-GEB,是数学家哥德尔、版画家艾舍尔、音乐家巴赫三个名字的前缀。《哥德尔、艾舍尔、巴赫书:集异璧之大成》是在英语世界中有极高评价的科普著作,曾获得普利策文学奖。
 
它通过对哥德尔的数理逻辑,艾舍尔的版画和巴赫的音乐三者的综合阐述,引人入胜地介绍了数理逻辑学、可计算理论、人工智能学、语言学、遗传学、音乐、绘画的理论等方面,构思精巧、含义深刻、视野广阔、富于哲学韵味。
 
编辑:孟婕、王怡蔺
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