复杂性思考:复杂性科学和计算模型

前言1 第1章 复杂性科学7 1.1 范式转变9 1.2 科学模型的轴线10 1.3 不同的模型用于不同的目的11 1.4 复杂的工程12 1.5 复杂性思维13 第2章 图16 2.1 图是什么16 2.2 NetworkX18 2.3 随机图20 2.4 生成图21 2.5 连通图22 2.6 生成ER图24 2.7 连通的概率26 2.8 图论算法分析27 2.9 练习29 第3章 小世界图31 3.1 Stanley Milgram31 3.2 Watts和Strogatz 32 3.3 环格33 3.4 WS图34 3.5 集聚36 3.6 *短路径长度37 3.7 WS实验38 3.8 这是什么样的解释40 3.9 广度优先搜索41 3.10 Dijkstra算法43 3.11 练习45 第4章 无标度网络48 4.1 社交网络数据48 4.2 WS模型51 4.3 度51 4.4 重尾分布53 4.5 Barabási-Albert模型55 4.6 生成BA图57 4.7 累积分布函数58 4.8 解释模型61 4.9 练习62 第5章 元胞自动机64 5.1 一个简单的CA64 5.2 Wolfram的实验65 5.3 CA的分类66 5.4 随机性67 5.5 确定性68 5.6 宇宙飞船70 5.7 普遍性71 5.8 可证伪性73 5.9 这是一个什么样的模型74 5.10 CA的实现75 5.11 互相关77 5.12 CA表79 5.13 练习79 第6章 生命游戏82 6.1 Conway的生命游戏82 6.2 生命模式83 6.3 Conway的猜想85 6.4 现实主义86 6.5 工具主义88 6.6 生命游戏实现89 6.7 练习91 第7章 物理建模93 7.1 扩散93 7.2 反应-扩散94 7.3 渗透97 7.4 相变99 7.5 分形101 7.6 分形和渗透模型103 7.7 练习104 第8章 自组织临界性106 8.1 关键系统106 8.2 沙堆107 8.3 实施沙堆108 8.4 重尾分布110 8.5 分形112 8.6 粉红噪声116 8.7 沙堆的声音117 8.8 还原论和整体论119 8.9 SOC、因果关系和预测121 8.10 练习122 第9章 基于智能体的模型125 9.1 Schelling模型125 9.2 Schelling模型的实现126 9.3 种族隔离129 9.4 Sugarscape130 9.5 财富的不平等132 9.6 实现Sugarscape134 9.7 迁移与波动特性136 9.8 涌现137 9.9 练习138 第10章 兽群、鸟群和交通堵塞141 10.1 交通堵塞141 10.2 随机扰动144 10.3 Boid145 10.4 Boid算法146 10.5 仲裁149 10.6 涌现和自由意志150 10.7 练习151 第11章 进化153 11.1 模拟进化154 11.2 适应度景观155 11.3 智能体156 11.4 模拟157 11.5 无差别158 11.6 进化的证据159 11.7 生存差异161 11.8 突变162 11.9 物种形成165 11.10 总结167 11.11 练习168 第12章 合作进化169 12.1 囚徒困境169 12.2 Nice的问题170 12.3 囚徒困境的比赛172 12.4 模拟合作进化173 12.5 Tournament类175 12.6 模拟176 12.7 结果178 12.8 结论181 12.9 练习182 附录A 阅读列表185