在人类社会的历史轨迹上,全球变暖、新冠疫情、粮食危机和地区冲突等事件频繁发生,它们之间似乎存在着某种深层次的联系。不可思议的是,森林火灾与流行病、民粹主义与寻找食物的鱼类之间,可能存在着一种潜在的关联。这些现象都指向了一个核心事实:我们生活在一个错综复杂、万物相互联系的世界中。这种复杂性正是复杂科学存在的根本原因。
在这个互联互通的世界里,网络化思维、整体观和大局观成为解读复杂现象的关键。流行病、气候危机和生态系统的动荡,这些看似独立的问题实际上是更大系统的组成部分。复杂性科学家迪尔克 布罗克曼专注于探索我们这个时代的危机,以及它们与自然界复杂过程之间的模式、规律和相似性。
本书提供的新视角帮助我们将众多元素编织成有机整体,揭示表象之下的内在联系,并进行系统性的全面思考。书中不仅展示了自然界与社会现象之间的表面关联,还吸引读者深入探究这些现象背后的原因。从蓝藻到弹珠,作者用丰富的实例和插图带领读者揭开树木背后的森林,理解自然和社会运作的深层模式,从而更深刻地领悟复杂科学带来的思维转变。
人类最终要靠谁来拯救?这本书也许会告诉你答案。
序言 一起来吧
第一章探索复杂性科学
1.复杂性科学是什么:跨学科的问题导向研究
2. 还原论在复杂性科学中的应用:专注关键特征
3.物理学家:复杂性科学的探索者
4.数学:解析复杂问题的关键工具
5.复杂性研究在当今的重要性
第二章 同 步
1.生态系统中的同步:猞猁-北极兔震荡系统,萤火虫和周期蝉
2.人体中的同步机制:心律不齐和癫痫病发作
3.人际中的同步:音乐厅里的掌声和股票经纪人
4.传染病控制的节奏与同步:激活剂-抑制剂系统
5.数学视角下的同步现象:藏本模型
第三章 网络研究
1. 小世界效应:小是新的大
2. 社交网络集群分析:宽吻海豚的社交圈和人类的接触网络
3. 集群形成的社交网络研究:Jujujájaki模型
4. 网络的共性:普遍遵循“富者更富”的幂律分布特性
5. 网络科学研究的意义:疫苗接种
第四章 临界系统
1. 自组织临界性:动态系统自发趋向临界点
2. SIR模型:分析临界系统
3. SIR模型应用:火灾与群体免疫
4. SIR模型局限性:社会因素考量
5. 沙堆与森林火灾模型:系统波动性
6. 生命进化与技术创新的临界性特征:突变、间断平衡和幂律分布
7. 分形结构:稳定性与变革的平衡
第五章 临界要素
1.胚胎发育和细胞分化:临界点转变
2.基因调控网络:临界状态平衡
3.生态系统:多重稳定性与临界状态
4.临界要素:在生态系统、气候系统、经济系统、社会系统中的作用
第六章集体行为
1.行军蚁:自组织与集体协同
2.爱的大游行:群体活动中的临界点现象
3.集体行为的本质特征:基于依据局部信息做出反应
4.人类行为模式:规则驱动的本质
5.集体智慧的本质:简单规则与局部互动
6.集体决策的形成机制:简单规则与局部互动
7.集体共识的形成:无意识的结果
8.社交媒体与集体意见极化:强化个人信念
9.经典的意见形成模型:探索集体意见的产生
10.激进性和特别主义传播的模型:预测两极分化和特别主义增加
11.过滤气泡和回声室效应:加剧意见特别化和社会分裂
第七章 合作
1.进化论:局限性与复杂性
2.微生物学:生命系统中的重要角色
3.合作共生:高等生命的起源
4.人类与微生物合作:经典的互惠主义
5.全生物概念:相互作用与协同合作
6.进化博弈论:自然界合作策略的学习与应用
结语 头球制胜
迪尔克·布罗克曼(Dirk Brockmann),1969年出生,是德国有名的物理学家,目前担任德国柏林洪堡大学生物学研究所及柏林罗伯特·科赫研究所教授。他曾在杜克大学和哥廷根大学学习物理和数学,后赴美国西北大学任教。
迪尔克·布罗克曼的研究领域超越了传统物理学的边界,延伸至复杂系统、社会网络结构、计算神经科学、人类流动性及异常扩散等多个学科。他在跨学科领域的很好贡献为他在全球学术界树立了杰出的声望。