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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(fù)雜的事物？是什么在引導(dǎo)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(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)嘗試回答的迷人而令人費解的問題的一部分。
理解復(fù)雜系統(tǒng)需要有全新的方法.需要超越傳統(tǒng)的科學(xué)還原論，并重新劃定學(xué)科的疆域。借助于圣塔菲研究所的工作經(jīng)歷和交叉學(xué)科方法，復(fù)雜系統(tǒng)的前沿科學(xué)家米歇爾以清晰的思路介紹了復(fù)雜系統(tǒng)的研究，橫跨生物、技術(shù)和社會學(xué)等領(lǐng)域，并探尋復(fù)雜系統(tǒng)的普遍規(guī)律，與此同時，她還探討了復(fù)雜性與進(jìn)化、人工智能、計算、遺傳、信息處理等領(lǐng)域的關(guān)系。
復(fù)雜性研究是在解決什么問題？作者以平實的語言，從研究理論與實踐成果兩方面介紹了復(fù)雜性研究的基本思想。
這也是一本涉及跨學(xué)科的新領(lǐng)域科學(xué)著作，很適合我們深入了解這個新領(lǐng)域的主要動向。
2018年新版的《*推動叢書》全新設(shè)計了版式和封面，簡約個性，提升了閱讀體驗，讓科普給你更多想象。
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米歇爾深入淺出地介紹了復(fù)雜系統(tǒng)的基本概念，完美地揭示了來自計算的關(guān)鍵思想是如何統(tǒng)一看似無關(guān)的現(xiàn)象。——西蒙·萊文（simon A Levin）
這本書終出觀了！多年來人們一直不斷問我，他們應(yīng)該到哪里學(xué)習(xí)復(fù)雜性理論的基礎(chǔ)?，F(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，它都觀點中立。她是工作在前沿的科學(xué)家，同時又是一流的闡釋者。《復(fù)雜》一書是了解這個讓人興奮的領(lǐng)域的*途徑?！返傥摹に雇屑哟模⊿teven wtrogaz），康爾大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)講座教授，《同步》（Sync）的作者
米歇爾的著作介紹了重要的復(fù)雜性研究，詳細(xì)闡釋了對從許多復(fù)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(jìn)化、遺傳學(xué)、社會學(xué)到生命本身?！稄?fù)雜》一書顯然是這個領(lǐng)域*好的通識讀本?！R克·佩格爾（Mark Pagel），英國雷丁大學(xué)（Reading University）生物學(xué)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)略了內(nèi)涵廣泛的復(fù)雜性科學(xué)。從混沌理論到元胞自動機再到網(wǎng)絡(luò)，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(xué)家，康奈爾夫?qū)W社會學(xué)教授
第一章 復(fù)雜性是什么（部分）
一些思想是由簡單的思想組合而成，我稱此為復(fù)雜；比如美、感激、人、軍隊、宇宙等。
——洛克（John Locke），《人類理解論》（A，Essay Concerning Human Understanding）
巴西：亞馬孫雨林
幾十萬只行軍蟻（army ant）在行進(jìn)。沒有誰掌控這支軍隊，不存在指揮官。單個螞蟻幾乎沒有什么視力，也沒有多少智能，但是這些行進(jìn)中的螞蟻聚集在一起組成了扇形的蟻團，一路風(fēng)卷殘云，吃掉遇到的一切獵物。不能馬上吃掉的就會被蟻群帶走。在行進(jìn)了一天并摧毀了足球場大小的濃密雨林中一切食物后，螞蟻會修筑夜間庇護(hù)所—由工蟻連在一起組成的球體，將幼蟻和蟻后圍在中間保護(hù)起來。天亮后，蟻球又會散成一只只螞蟻，各就各位進(jìn)行白天的行軍。
專門研究螞蟻習(xí)性的生物學(xué)家弗蘭克斯（Nigel Franks）寫道，“單只行軍蟻是已知的行為最簡單的生物”，“如果將100只行軍蟻放在一個平面上，它們會不斷往外繞圈直到體力耗盡死去”。然而，如果將上百萬只放到一起，群體就會組成一個整體，形成具有所謂“集體智能（collective intelligence）”的“超生物（superorganism）”。
這究竟是怎么回事呢？雖然科學(xué)家們已經(jīng)很熟悉蟻群的習(xí)性，但集體智能的產(chǎn)生機制依然是個謎。就像弗蘭克斯所說，“我研究了布氏游蟻（E.burchdli，一種常見的行軍蟻）很多年，我發(fā)現(xiàn)，對它們的社會結(jié)構(gòu)了解得越多，對其社會組織的疑問就會越多?！?br>
行軍蟻是許多我們認(rèn)為“復(fù)雜”的自然和社會系統(tǒng)的縮影。螞蟻、白蟻以及人類這樣的社會生物會聚集在一起，共同形成復(fù)雜的社會結(jié)構(gòu)，從而增加種群整體的生存機會，目前還沒有人確切地知道其背后的機理。類似的還有，免疫系統(tǒng)如何抵抗疾病，細(xì)胞如何自組織成眼睛和大腦，經(jīng)濟系統(tǒng)中自利的個體如何形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的全球市場。最為神秘的是，所謂的“智能”和“意識”是如何從不具有智能和意識的物質(zhì)中涌現(xiàn)出來的。
這些正是復(fù)雜系統(tǒng)所關(guān)注的問題。復(fù)雜系統(tǒng)試圖解釋，在不存在中央控制的情況下，大量簡單個體如何自行組織成能夠產(chǎn)生模式、處理信息甚至能夠進(jìn)化和學(xué)習(xí)的整體。這是一個交叉學(xué)科研究領(lǐng)域。復(fù)雜一詞源自拉丁詞根plectere，意為編織、纏繞。在復(fù)雜系統(tǒng)中，大量簡單成分相互纏繞糾結(jié)，而復(fù)雜性研究本身也是由許多研究領(lǐng)域交織而成。復(fù)雜系統(tǒng)專家認(rèn)為，自然界中的各種復(fù)雜系統(tǒng)——比如昆蟲群落、免疫系統(tǒng)、大腦和經(jīng)濟——之間，具有許多共性。下面我們來一一了解。
昆蟲群落
社會性昆蟲群落提供了極為豐富而神奇的復(fù)雜系統(tǒng)范例。例如，一個蟻群可能由數(shù)百只乃至上百萬只螞蟻組成，單只螞蟻其實都相對簡單，它們受遺傳天性驅(qū)使尋找食物，對蟻群中其他螞蟻釋放的化學(xué)信號作出簡單反應(yīng)，抵抗入侵者，等等。然而，任何一個在野外觀察過蟻群的人都會意識到，雖然單只螞蟻的行為很簡單，整個蟻群一起構(gòu)造出的結(jié)構(gòu)卻復(fù)雜得驚人，而且這種結(jié)構(gòu)明顯對群體的生存極為重要。它們使用泥土、樹葉和小樹枝建造出極為穩(wěn)固的巢穴，巢穴中有宏大的通道網(wǎng)絡(luò)，育嬰室溫暖而干爽，溫度由腐爛的巢穴材料和螞蟻自身的身體控制。一些種類的螞蟻還會將它們的身體相互連在一起組成很長的橋，從而可以跨越很長的距離（對它們來說很長），通過樹干轉(zhuǎn)移到另一蟻穴（圖1.1）。科學(xué)家們對螞蟻及其社會結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致的研究，但現(xiàn)在仍然無法徹底弄清它們的個體和群體行為：螞蟻的個體行為如何形成龐大而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，螞蟻之間如何相互通訊，蟻群作為整體如何適應(yīng)環(huán)境變化（比如天氣變化和受到攻擊）。生物進(jìn)化又是如何產(chǎn)生出個體如此簡單、整體上卻如此復(fù)雜的生物？
