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规模+规模-01大背景-我们生活在一个呈指数级不断扩张的世界中-生命和死亡的问题-能量、新陈代谢和熵-规模真的很重要:规模缩放和非线性行为-规模缩放与复杂性:涌现、自组织和系统韧性-你是你自己的网络:从细胞到鲸的生长-城市与全球可持续发展:创新和奇点循环-公司与商业-万物的尺度:规模法则-误导性结论和规模缩放的错觉:超人-数量级、对数、地震和里氏震级-举重与验证伽利略-更多的误导性结论和规模缩放的错觉:从大象的LSD剂量到儿童泰诺药剂量-BMI、凯特勒、平均人和社会物理学-创新与增长的极限-“大东方号” 、宽轨铁路和伟大的伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔-威廉·弗劳德和建模理论的起源-相似性和比拟:无量纲量和尺度不变量-生命的简单性、一致性和复杂性-从夸克、字符串到细胞、鲸-代谢率和自然选择-潜藏在复杂性下的简单性:克莱伯定律、自相似性和规模经济-普遍性和掌控生命的神奇数字“4”-能量、涌现规律及生命的层级结构-当物理学遇上生物学:理论性质、模型和证明-网络原理和异速生长规模法则的由来-哺乳动物、植物的代谢率和循环系统-题外话:尼古拉·特斯拉、阻抗匹配、交流电/直流电-回到代谢率、心跳和循环系统-自相似性和神奇数字“4” 的由来-分形:神秘的边界延长-生命的第四维:生长、衰老和死亡-生命的第四维-为什么没有体形小如蚂蚁般的哺乳动物?-为什么没有体形大如哥斯拉般的哺乳动物?-生长-全球变暖、温度的指数标度、生态学代谢理论-衰老和死亡-黎明并重返阳光-白昼-关于衰老和死亡的定量理论-测试、预测与结果:寿命延长-从人类世到城市世: 一个由城市主导的地球-城市、城市化和全球可持续性-题外话:指数发展究竟是什么-工业城市的崛起及不足之处-马尔萨斯和伟大的创新乐观主义者-一切都是能源,笨蛋-城市科学的序曲-城市和公司只是大型生物体吗?-圣·简和巨龙-有关花园城市和新城镇的个人经历-中段总结和结论-走向城市科学-城市的按比例缩放-城市与社会网络-这些网络是什么?-城市:晶体结构还是分形?-城市是巨大的社会孵化器-你有多少亲密的朋友?邓巴和他的数字-词语与城市-分形城市:社会与自然一体化-从流动性和生活节奏到社会联系、多样化、新陈代谢和增长-生活节奏的加快-城市是一台不断缩小的时光机-通勤时间和城市规模-移动电话成为人类行为探测器-城市中的社会连通性-城市移动的规则结构-表现过度和表现不佳-财富、创新、犯罪和系统韧性的结构:个体与城市-可持续性序曲:有关水的短暂离题-城市中商业行为的社会经济多样性-城市的增长与新陈代谢-迈向公司科学-沃尔玛是比例扩大的乔木材公司吗?谷歌是体形更大的熊吗?-开放式增长的神话-令人惊讶的公司死亡率的简单性-安息吧-为何公司会衰亡,而城市则不会?-有关可持续性的大一统理论的前景-不断加速的跑步机、创新循环和有限时间奇点-创新循环和有限时间奇点(3)-创新循环和有限时间奇点(2)-后记-21世纪的科学-跨学科,复杂系统和圣塔菲研究所-跨学科,复杂系统和圣塔菲研究所(2)-跨学科,复杂系统和圣塔菲研究所(3)-大数据:范式4.0还是3.1?-大数据:范式4.0还是3.1(2)-大数据:范式4.0还是3.1(3)-附言和致谢-附言和致谢(2)-附言和致谢(3)+混沌与分形:命运无常,是天意还是混沌的力量?-混沌与分形(二):分形的奇迹——分数维的曲线-混沌与分形(三):人体竟是分形的杰作?-混沌与分形(四):分形是天使,混沌是魔鬼?-混沌与分形(大结局):未来,一切皆有可能-任何复杂的系统,都构建于其固有的简单性+当感受涌现时-推荐序 从理性和感性走向演化理性——序达马西奥著作五部曲中译本-中文版序 探索情绪与感受的世界-第一部分:导论-01 走到聚光灯下-意识游离-意识的问题-心智、行为和脑-对神经学和神经心理学证据的反思-寻找自我-我们为什么需要意识-意识的开始-应对神秘-隐藏与探索-第二部分:感受和知晓-03 核心意识-行为的音乐与意识的外部表现-觉醒-注意和有目的的行为-从意识的缺失研究意识-04 半遮半掩的提示-如果你有那么多钱-记忆与意识-戴维的意识-总结一些事实-半遮半掩的提示-02 情绪和感受-题外史话-脑所知晓的比有意识心智所揭示的要多-有关控制无法控制的事情的题外话-什么是情绪-情绪的生物学功能-诱发情绪-情绪的机制-没有恐惧-情绪是怎样发挥作用的-有关明确情绪定义的题外话-表征情绪和感受的基础-第三部分:知晓的生物学-05 有机体与客体-关于内环境的进一步讨论-管理生命-身体信号的映射-神经自我-有待知晓的事物-那肯定是我,因为我在这儿-个体视角、所有权与代理的根源-06 核心意识的形成-只要乐曲余音未绝,你就是音乐:转瞬即逝的核心自我-组装核心意识-二级神经模式在哪儿-核心意识的非言语本质-关于小矮人的最后阐述-07 扩展意识-评估扩展意识-短暂性全面性遗忘-病觉缺失-躯体失认-瞬间与永恒-自传体自我的神经解剖学基础-自传体自我、同一性与个性-自传体自我与无意识-自然的自我与文化的自我-08 意识的神经病学-评估陈述1:原始自我结构在意识中的作用的证据-它看起来像昏迷-对昏迷和持续性植物状态的神经相关性的思考-网状结构的过去和现在-一个安静的谜-经典实验视角下的原始自我剖析-使事实与解释相符-评估陈述2:二级结构在意识中的作用的证据-评估其他陈述-结论-“当感受涌现时”译者后记-“当感受涌现时”注释与参考文献-附录 术语和脑图-第四部分:知晓的界限-09 对感受的感受-情绪感受的基础-感受是为了什么-感受必定与身体有关-来自闭锁综合征的教训-10 使用意识-意识的价值-我们会体验到他人的意识吗-意识在这个宏大计划中处于什么地位-11 聚光灯下-聚光灯下-致谢-附录 术语和脑图-新的术语-涌现-序言:写一本普通读者能看懂的书+第一章:神秘的涌现现象-理解涌现-模型的作用-研究涌现道路上的困难+第2章:理解科学建模的游戏与数字-模型中的奥秘-抽象且具体的计算机模型+第3章:地图、博弈论与计算机模型-博弈论-初露端倪的涌现-动态模型-动态的计算机模型,研究涌现的利器+第4章:会学习的国际跳棋程序-机器学习的困难-评估棋局-机器棋手的学习过程-改变权重,涌现能力的核心-权重改变引起的涌现结果-国际跳棋程序的启示+第5章:神经网络模型-神经元的特征-为神经元建模-固定阈值的神经元网络-有关神经元的更多特征-无限期记忆-神经网络模型中的涌现-关于神经网络模型涌现问题的主要观点+第6章:普适理论框架-基于主体的模型-计算机模型的优势-普适理论框架的基本要求+第7章:涌现的受限生成过程模型-机制的状态-机制的相互作用与连接-作为受限生成过程的元胞自动机+第8章:国际跳棋程序与其他受限生成过程模型-国际跳棋程序的受限生成过程-主体间的信号传播-小结-神经网络模型的受限生成过程-Copycat模型+第9章:受限生成过程模型的扩展-可变结构受限生成过程模型-小结-受限生成过程的模拟示例-遗传算法与可变结构受限生成过程模型-关于涌现的进一步理解+第10章:涌现中的还原论思想-受限生成过程中的新层次-重组元胞自动机-从康威自动机中引出的宏观规律+第11章:隐喻与创新-科学中的创新和创造-对隐喻的初步探讨-隐喻与模型的关系-创新的培养-没有捷径的创新+结语:不能停止的涌现研究-作为总结的结束语-摘要重述-作为研究起点的结束语-关于建模的两个警告-关于涌现的进一步研究-涌现研究的几个关键阶段-涌现研究的长远目标-译后记:涌现的意义和作用——《涌现》重译后记-参与本书《涌现》翻译的译者有

序言:写一本普通读者能看懂的书

2024年12月25日 字数:1635 来源:涌现 作者:约翰·霍兰德 提供人:It8933......

阴荏苒,距我为非专业读者写的第一本书《隐秩序》(Hidden Order)出版,已经过去很久了。在这段时间里,我认识到写一本非专业读者能看懂的书比写一本科学专著要艰难得多。科学专著写作的核心在于简洁地论述从假设到结论的逻辑过程,没有必要进行详尽的描述,而且只要有可能,作者一般都会使用规范化的简写。而在一本为对科学感兴趣的非专业读者写的书中,则不应该有很多假设,写得过度简洁反而会对读者造成理解上的障碍。所以,在撰写科学专著时,作者们一度刻意规避的许多写作技法,如隐喻、举例和其他辅助表达思想的手段,都可以用来写作大众科普书。

若要让我在做研究和把研究成果写出来之间选择,我宁愿选择前者。在撰写《隐秩序》时,我并没有想到会这么快再次经历这个困难重重的过程。那些促成我着手撰写《隐秩序》的因素,很多是“一次性”的,因此我把事情想得太简单了。然而,在写那本书的过程中发生了许多事情,使得情况又发生了变化。

在写作的前期,我观察了很多系统和模型。我发现在其中,复杂现象都是从简单的元素中涌现出来的。很快,有关数学“不合理的效用性”的讨论不断在我的脑海中显现。我并不是怀疑数学的效用性,因为效用性和它是否“合理”是两回事。到了20世纪,数学基本上已经发展起来,而数学界所持的独特观点导致了“不合理的效用性”。众多数学家现在强调数学是从物理世界分离出来的独立学科。从这样的观点出发,数学能够用来对宇宙进行简洁有效的描述,看起来就有点奇怪了。显然,这种观点忽略了数学的来源。这些相互交织的问题使我感到困惑:我们究竟要通过什么途径,才能用简洁的表达来阐明内涵丰富的描述和准确的预测呢?

当我意识到这些问题可以不用一大堆规范化的工具去讨论时,撰写本书的冲动就油然而生了。当向一位非专业读者解释遇到的问题以及面临的困难时,如果局限于利用某种特定的规范性工具,这些丰富的感受就很容易丧失,因此必须扩展讨论的领域和视野。就这样,我又一次进入了这个具有挑战性的领域,尽管有时它并不像做基础研究工作那样激动人心。这一工作的成果就是摆在你面前的这本书。我对自己付出的努力并不后悔,不过最终能够完成这项工作,我不免有些吃惊。

相比于《隐秩序》,《涌现》更能称得上是我的个人作品。这并不是因为这本书很少援引别人的观点,而是因为我在写作本书的过程中确实花了更多的时间来认真研究这些观点。我是以开展科学研究,特别是开展跨学科科学研究的方法,来表达自己的观点的。我并不认为这些观点是反传统的——很多有跨学科倾向的科学家都会认同这些观点。不过,这些观点都是用我独创的术语表达出来的。此外,我还介绍了一些个人经历,它们自然令本书更具我的个人特色。

与《隐秩序》的情况相同,密歇根大学BACH(1)小组的其他成员审查了本书的绝大多数观点。而且,和默里·盖尔曼(Murray Gell-Mann)的谈话使我始终关注更为广泛的课题。圣塔菲研究所依然是一个令人激动的地方,它为我提供的机会和可与其他人讨论的问题,是我在其他地方都未曾遇到过的。科学发展得如此之快,正在把范围广阔的关于复杂性的新观点和新理论整合到更大的科学框架中。

每一个读过爱丽丝·富尔顿(Alice Fulton)的诗歌或散文的人都会看出她对我的强烈影响,这种影响体现在我对诗歌和科学之间关系的理解上。特别是,有关诗歌的一章很大程度上依赖于这些年来和富尔顿的谈话,虽然她在表述时可能有所保留。

丹尼尔·丹尼特(Daniel Dennett)(2)很早就提醒过我,研究还原论的问题将会很棘手,我始终十分认真地对待这些提醒。他还是介绍我和约翰·布罗克曼(John Brockman)认识的人。

我感谢那些为这本书的出版付出了巨大努力的人。在我表达完谢意之前,还要补充两类感谢,一类是简单直接的,另一类是复杂的,恰好符合这本书的主题——复杂性。

第一类是简单的感谢。感谢薇薇安·惠勒(Vivian Wheeler)。作为一名文字编辑,她的工作能力出色,为这本书的出版付出了巨大的努力,她把那些冗长的段落改写成了简洁明快、吸引人的散文。

第二类感谢则比较复杂:如果在我的弗雷德赫城堡旁没有密歇根湖宁静悠长的地平线和瞬息万变的景色,我想这本内容广阔、思想深邃、不易表达的书是不可能和读者见面的。我的妻子莫里塔·霍兰德(Maurita Holland)是使弗雷德赫存在的一个重要因素,她给我的生活带来了很多快乐,也为本书的出版付出了很多心血。她多次阅读了本书不同阶段的草稿。我不知道她通过什么方法保持鲜明的观点并向我提出清晰的建议。不过,她确实是促使我将科学呈现在更多读者面前的一个巨大动力。我很庆幸此生能有这样一个伴侣!

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