作品简介

本书是美国欧林工程学院Allen B.Downey教授以20世纪80年代兴起的复杂性科学这一领域的前沿研究成果为载体,在近十几年教学科研过程中积累而成的。内容主要分三部分:第一部分主要对复杂性科学的概念、范式和科学模式,以及复杂工程和复杂性思维等方面进行了介绍;第二部分主要从图论、小世界图、无标度网络、元胞自动机等方面对其经典算法及实现进行了介绍;第三部分主要从物理建模、自组织临界性、智能体模型、兽群算法、进化和合作进化等方面进行了介绍和实现。这三部分内容由整体到局部,由易到难,建议读者在阅读本书的过程中按照这个思路进行阅读,同时每章提供了练习题,读者可尝试实现。

(美)艾伦·B.唐尼(Allen B. Downey),现任美国欧林工程学院计算机科学系教授,著有一系列与软件和数据科学相关的免费、开源读物,包括由O'Reilly出版的Think Python、Think Bayes和Think Stats。他的博客Probably Overthinking It主要发表贝叶斯概率和统计学方面的文章。他还拥有加州大学伯克利分校的计算机科学系博士学位和MIT硕士与学士学位。他与妻子和两个女儿住在马萨诸塞州的波士顿。

作品目录

  • O'Reilly Media,Inc.介绍
  • 译者序
  • 前言
  • 第1章 复杂性科学
  • 1.1 范式转变
  • 1.2 科学模型的轴线
  • 1.3 不同的模型用于不同的目的
  • 1.4 复杂的工程
  • 1.5 复杂性思维
  • 第2章 图
  • 2.1 图是什么
  • 2.2 NetworkX
  • 2.3 随机图
  • 2.4 生成图
  • 2.5 连通图
  • 2.6 生成ER图
  • 2.7 连通的概率
  • 2.8 图论算法分析
  • 2.9 练习
  • 第3章 小世界图
  • 3.1 Stanley Milgram
  • 3.2 Watts和Strogatz
  • 3.3 环格
  • 3.4 WS图
  • 3.5 集聚
  • 3.6 最短路径长度
  • 3.7 WS实验
  • 3.8 这是什么样的解释
  • 3.9 广度优先搜索
  • 3.10 Dijkstra算法
  • 3.11 练习
  • 第4章 无标度网络
  • 4.1 社交网络数据
  • 4.2 WS模型
  • 4.3 度
  • 4.4 重尾分布
  • 4.5 Barabási-Albert模型
  • 4.6 生成BA图
  • 4.7 累积分布函数
  • 4.8 解释模型
  • 4.9 练习
  • 第5章 元胞自动机
  • 5.1 一个简单的CA
  • 5.2 Wolfram的实验
  • 5.3 CA的分类
  • 5.4 随机性
  • 5.5 确定性
  • 5.6 宇宙飞船
  • 5.7 普遍性
  • 5.8 可证伪性
  • 5.9 这是一个什么样的模型
  • 5.10 CA的实现
  • 5.11 互相关
  • 5.12 CA表
  • 5.13 练习
  • 第6章 生命游戏
  • 6.1 Conway的生命游戏
  • 6.2 生命模式
  • 6.3 Conway的猜想
  • 6.4 现实主义
  • 6.5 工具主义
  • 6.6 生命游戏实现
  • 6.7 练习
  • 第7章 物理建模
  • 7.1 扩散
  • 7.2 反应-扩散
  • 7.3 渗透
  • 7.4 相变
  • 7.5 分形
  • 7.6 分形和渗透模型
  • 7.7 练习
  • 第8章 自组织临界性
  • 8.1 关键系统
  • 8.2 沙堆
  • 8.3 实施沙堆
  • 8.4 重尾分布
  • 8.5 分形
  • 8.6 粉红噪声
  • 8.7 沙堆的声音
  • 8.8 还原论和整体论
  • 8.9 SOC、因果关系和预测
  • 8.10 练习
  • 第9章 基于智能体的模型
  • 9.1 Schelling模型
  • 9.2 Schelling模型的实现
  • 9.3 种族隔离
  • 9.4 Sugarscape
  • 9.5 财富的不平等
  • 9.6 实现Sugarscape
  • 9.7 迁移与波动特性
  • 9.8 涌现
  • 9.9 练习
  • 第10章 兽群、鸟群和交通堵塞
  • 10.1 交通堵塞
  • 10.2 随机扰动
  • 10.3 Boid
  • 10.4 Boid算法
  • 10.5 仲裁
  • 10.6 涌现和自由意志
  • 10.7 练习
  • 第11章 进化
  • 11.1 模拟进化
  • 11.2 适应度景观
  • 11.3 智能体
  • 11.4 模拟
  • 11.5 无差别
  • 11.6 进化的证据
  • 11.7 生存差异
  • 11.8 突变
  • 11.9 物种形成
  • 11.10 总结
  • 11.11 练习
  • 第12章 合作进化
  • 12.1 囚徒困境
  • 12.2 Nice的问题
  • 12.3 囚徒困境的比赛
  • 12.4 模拟合作进化
  • 12.5 Tournament类
  • 12.6 模拟
  • 12.7 结果
  • 12.8 结论
  • 12.9 练习
  • 附录A 阅读列表
  • 作者介绍
  • 封面简介
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