Handbook of Research on Complexity pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Rosser, J. Barkley, Jr. (EDT)/ Cramer, Kirby L. (EDT)/ Madison, James (EDT)

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:

價格:2006.00元

裝幀:

isbn號碼:9781845420895

叢書系列:

圖書標籤:

• Complexity Science
• Systems Thinking
• Nonlinear Dynamics
• Chaos Theory
• Emergence
• Self-Organization
• Interdisciplinary Research
• Modeling and Simulation
• Network Science
• Adaptive Systems

《復雜性研究手冊》是一部旨在深入探索和理解復雜性科學這一前沿領域的權威性著作。本書集閤瞭眾多領域內頂尖學者和研究人員的智慧與洞見，以係統化的視角，全麵梳理瞭復雜性科學的核心概念、理論框架、研究方法以及在不同學科中的廣泛應用。它不僅僅是對現有知識的總結，更是一份引領未來研究方嚮的路綫圖。 本書結構嚴謹，內容豐富，力求為讀者提供一個全麵而深刻的復雜性科學圖景。全書共分為數個部分，每個部分又由多個章節構成，層層遞進，由淺入深。 第一部分：復雜性科學的基礎與核心概念 本部分是全書的基石，旨在為讀者建立對復雜性科學的基本認知。 第一章：何為復雜性？ 這一章將從根本上定義“復雜性”這一核心概念，辨析其與“混亂”、“簡單”的區彆。它將探討復雜係統所共有的特性，如湧現性、非綫性、自組織、適應性、反饋迴路等。通過引入經典的復雜係統案例，如天氣模式、生物進化、社會網絡等，讓讀者直觀理解復雜性的本質。 第二章：湧現性：整體大於部分之和 湧現性是復雜係統最引人注目的特徵之一。本章將深入剖析湧現現象的産生機製，探討宏觀層麵的秩序如何從微觀層麵的簡單互動中自然産生，而無需外部的中央控製。我們將討論湧現性的不同形式，以及如何識彆和度量它。 第三章：非綫性動力學與反饋迴路 綫性關係是許多傳統科學模型的基礎，但復雜係統往往錶現齣顯著的非綫性特徵。本章將介紹非綫性動力學方程，如Logistic映射、Lorenz係統等，並闡釋它們如何産生混沌和奇異吸引子。同時，將重點分析反饋迴路在維持係統動態、放大微小擾動以及導緻係統失穩中的作用，包括正反饋和負反饋。 第四章：自組織與模式形成 在沒有外部乾預的情況下，復雜係統如何能夠自發地形成有序的結構和模式？本章將探討自組織的原理，包括粒子間的局部互動如何導緻全局秩序的齣現。我們將審視諸如細胞自動機、Swarm Intelligence等模型，以及它們在解釋自然和社會現象中的應用。 第五章：適應性與演化 復雜係統通常能夠感知環境變化並做齣相應的調整，這種能力即為適應性。本章將深入研究適應性的機製，包括學習、記憶、遺傳以及選擇等過程。我們將探討進化論在理解復雜係統長期演化過程中的重要作用。 第二部分：復雜性科學的研究方法與工具 本部分著重於介紹研究復雜性問題的關鍵方法論和技術手段。 第六章：計算建模與模擬 鑒於復雜係統難以通過解析方法求解，計算建模與模擬成為研究其行為的關鍵工具。本章將介紹各種建模技術，如基於主體的建模（Agent-Based Modeling, ABM）、網絡模型、係統動力學模型等。我們將討論模型構建的原則、驗證方法以及在不同場景下的應用。 第七章：網絡科學：連接與結構 許多復雜係統本質上是網絡的。本章將深入探討網絡科學的理論和方法，包括圖論基礎、網絡拓撲（如度分布、聚類係數、路徑長度）、中心性度量、社區檢測等。我們將展示網絡分析如何揭示復雜係統的組織結構、信息傳播路徑和關鍵節點。 第八章：信息論與熵 信息熵的概念為我們量化係統的無序程度和信息含量提供瞭有力的工具。本章將介紹信息論的基本原理，以及熵在度量復雜性、信息傳播和係統穩定性中的應用。我們將探討如何利用互信息、條件熵等概念來分析係統各部分之間的依賴關係。 第九章：統計物理學方法 統計物理學提供瞭一套強大的框架來理解由大量粒子組成的係統的宏觀行為。本章將介紹統計物理學中的一些關鍵概念，如相變、臨界現象、平均場理論等，並說明它們如何被應用於分析復雜係統的行為，特彆是跨越相變的現象。 第十章：數據分析與機器學習在復雜性研究中的應用 隨著大數據時代的到來，如何從海量數據中提取復雜係統的規律變得至關重要。本章將探討高級數據分析技術和機器學習算法（如聚類、分類、降維、深度學習）在識彆復雜模式、預測係統行為以及發現隱藏變量方麵的應用。 第三部分：復雜性科學在各領域的應用 本部分展示瞭復雜性科學強大的跨學科滲透力，以及它如何幫助我們理解和解決現實世界中的各種挑戰。 第十一章：生物學與生態係統 從基因調控網絡到物種演化，再到生態係統的穩定性，復雜性科學為理解生命現象提供瞭新的視角。本章將探討復雜性在遺傳學、免疫學、神經科學、生態學等領域的研究成果，例如對種群動態、食物網結構、疾病傳播網絡的建模分析。 第十二章：社會科學與經濟學 人類社會和經濟係統本身就是極其復雜的。本章將聚焦於復雜性科學在社會學、政治學、經濟學中的應用，如對城市演化、金融市場波動、信息傳播、群體行為、社會不平等等問題的建模和分析。我們將審視如“黑天鵝事件”的齣現機製，以及個體互動如何影響整體經濟和社會格局。 第十三章：物理學與工程學 復雜性思想在凝聚態物理、統計力學、材料科學以及工程設計等領域也發揮著重要作用。本章將介紹如何利用復雜性工具來理解相變、湍流、材料的自修復特性、以及優化工程係統的設計和魯棒性。 第十四章：人工智能與機器人學 復雜性科學為構建更具智能和適應性的AI係統提供瞭理論指導。本章將探討如何藉鑒復雜係統的原理，設計具有自組織、學習和適應能力的AI模型，以及在機器人群體協作、自主導航等方麵的應用。 第十五章：健康科學與醫學 疾病的發生和發展、藥物的作用機製、以及人體生理係統的運作，都呈現齣復雜性的特徵。本章將探討復雜性科學在理解流行病學、藥物研發、疾病診斷、以及個性化醫療等方麵的應用。 第四部分：復雜性科學的挑戰與未來展望 在總結瞭復雜性科學的成就後，本部分將著眼於其當前的挑戰和未來的發展方嚮。 第十六章：理論上的挑戰與局限性 盡管復雜性科學取得瞭長足的進步，但仍存在一些理論上的難題。本章將討論如何更精確地定義和量化復雜性，如何統一不同學科的復雜性研究範式，以及如何處理高度不確定性和多尺度性的問題。 第十七章：研究倫理與社會責任 隨著復雜性科學的影響力日益增強，其研究成果的應用也可能帶來倫理和社會問題。本章將探討如何負責任地應用復雜性研究的發現，以及如何防範潛在的負麵影響，例如在社會工程、技術監控等方麵的應用。 第十八章：跨學科閤作與未來研究方嚮 復雜性科學的本質在於其跨學科性。本章將強調未來研究需要進一步加強不同領域間的閤作，探索新的研究熱點，例如與認知科學、量子計算、閤成生物學等新興領域的交叉融閤，以及如何將復雜性理論應用於氣候變化、可持續發展等全球性挑戰的解決。 《復雜性研究手冊》不僅是為該領域的研究者提供的參考，也歡迎所有對理解世界運行的深層機製感興趣的讀者。它旨在激發新的思考，促進新的發現，並最終幫助我們更好地應對日益復雜的世界所帶來的挑戰。本書所匯集的思想和方法，將為讀者提供一個強大而靈活的工具箱，以應對從微觀粒子到宏觀社會的各種復雜現象。

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