复杂系统理论基础PDF电子书下载

序言 1

第1章 导论 1

1 复杂组合系统的综合微观分析 1

2 论题、理论、范畴 8

2.1 复杂系统 10

2.2 多体系统的复杂性 11

2.3 两种复杂性概念 14

2.4 多体理论 15

2.5 描述性哲学和范畴分析 17

2.6 本书梗概 19

3 经济学、进化生物学、统计物理学 22

3.1 微观经济学和宏观经济学 23

3.2 概率、统计学和统计推断 29

3.3 进化生物学 31

3.4 平衡统计物理学和非平衡统计物理学 35

3.5 凝聚态物理学 38

第一篇 平衡 41

第2章 组合系统理论 43

4 世界的组织层次和描述性层次 43

4.1 诸学科的研究对象 44

4.2 黏合与瓦解 46

4.3 原子论与物理主义 49

5 小系统的演绎构建 50

5.1 裸元素的神话 51

5.2 类型和量值 53

5.3 小系统理论及其外推 54

5.4 还原论与微观还原论 55

6 多体系统的综合微观分析 59

6.1 综合分析和综合微观分析 60

6.2 组合系统的宏观解释和微观解释 63

6.3 组合系统与世界 64

6.4 微观态、宏观态及分布 66

6.5 组合与因果关系 69

6.6 多体理论的概念组元 71

7 理想化、近似、模型 72

7.1 理想化和近似的必要性 72

7.2 模型 74

7.3 理论和实在 75

8 科学的联邦制与帝国制的统一 77

8.1 科学的联邦 78

8.2 关于科学的一个几何隐喻 79

9 平衡与最优化 82

9.1 平衡 82

9.2 极值原理 85

9.3 最优化 85

9.4 最优化-平衡命题 87

第3章 个体：组分和系统 89

10 个体及其可能性：态空间 89

10.1 在“关节”处切割自然 90

10.2 空间位置和数值同一性 92

10.3 种类和自然种类 92

10.4 变量和态空间：可能性 94

10.5 可能性范畴 95

10.6 物理学、生物学和经济学中的个体 97

11 统计力学论题的完整性 97

11.1 组分状态和系统状态 98

11.2 气体动理论和统计力学 100

11.3 系综、平均值和粗粒化 102

11.4 遍历性和统计力学的确证 103

12 进化单位和选择单位 105

12.1 物种作为个体和种类的双重角色 106

12.2 作为种类的物种和生物体的态空间 107

12.3 作为个体或组合系统的物种 109

12.4 群体遗传学的概念框架 110

12.5 组分个体的统计描述 112

12.6 选择单位 112

13 作为理想最优化者的经济个体 115

13.1 消费和生产中的理想最优化者 115

13.2 理性问题 118

13.3 涉及经济个体的认识论问题 119

第4章 局境个体和局势 122

14 独立个体近似 122

14.1 大系统中关系的错综复杂 123

14.2 个体的一般思想与个体的实际描述 124

14.3 局境谓词和局势 125

14.4 从独立个体近似中产生的混淆 127

15 自洽场中的单粒子 128

15.1 力学的一般概念结构 129

15.2 凝聚态物理中问题的基本描述 129

15.3 传导的自由电子模型 131

15.4 晶格的周期势中的电子 132

15.5 电子-电子相互作用的自洽场理论 135

15.6 准粒子和简化原则 137

16 完全竞争市场中的价格接受者 138

16.1 一个无风险的完全竞争市场模型 139

16.2 市场确立和谐中的单子 143

16.3 交换理论 144

16.4 拍卖师和摸索过程 145

16.5 不同个体效用的不可比性 145

16.6 独立个体的局限性 146

17 适合度、适应性和环境 147

17.1 因式分解生物体 147

17.2 切断基因型描述和表型描述 148

17.3 适合度和负荷 150

17.4 最优化模型及其批评者 152

17.5 独立特征成为神话 155

第5章 交互个体与集体现象 158

18 中间结构层和个体 158

18.1 中间结构的涌现 159

18.2 集体 160

18.3 集体分析和系统分析 161

19 集体激发及其耦合 162

19.1 波、简正模和粒子 163

19.2 集体分析：集体激发 164

19.3 系统分析：比热 166

20 策略竞争和工业组织 167

20.1 交互个体和管理结构 167

20.2 交易成本和工业组织 169

20.3 博弈论 170

20.4 合作的可能性：累次博弈 172

21 群体结构和利他主义的进化 174

21.1 进化博弈论和频率依赖适应性 174

21.2 类群涌现和群体结构 176

21.3 利他主义的可能性 177

第6章 组合个体和涌现特征 180

22 系统整体上的涌现特征 180

22.1 涌现性与可解释性 180

22.2 涌现与生成 182

22.3 例子：传导和超导 186

22.4 普适性和超宏观描述 188

23 相变中的自组织 189

23.1 序参量和临界现象 190

23.2 对称性破缺 190

23.3 遍历性破缺和宏观系统的涌现特征 192

23.4 一个例子：磁性 194

23.5 涨落和关联 195

23.6 重正化群 197

23.7 临界指数和普适性 198

24 生物系统的适应性组织 199

24.1 宏观进化中的疑难 200

24.2 生物体中的自发有序 201

24.3 冲突约束 202

24.4 崎岖适合度景貌 204

24.5 NK 模型 205

24.6 随机 NK 布尔网络 207

25 通胀、失业及其微观解释 209

25.1 宏观经济学的概念框架 210

25.2 微观基础的两种方法 211

25.3 失业的微观解释 212

25.4 一个过于简化的微观基础 214

25.5 理性预期 215

第二篇 动力学 217

第7章 动力学系统的时间性 219

26 时间性和可能性 219

26.1 可能性与态空间 220

27 过程与时间 222

27.1 客观却非实体的时间 222

27.2 动力学系统、事件、过程 223

27.3 众多的过程和时间尺度 226

27.4 局域时间和全局时间结构 227

27.5 四维世界图景必然使时间僵化吗? 228

28 过去、现在、将来 230

28.1 引得词：语境敏感的称谓 231

28.2 时态和日期 232

29 确定性动力学：态空间图 235

第8章 时间维中的复杂性 235

29.1 动力学的几何观点 236

29.2 确定性动力学理论的概念结构 238

29.3 可逆系统和不可逆系统 240

29.4 规则系统和混沌系统 241

29.5 线性系统和非线性系统 241

29.6 保守系统和耗散系统 242

29.7 时间维中的复杂性 243

30 稳定性、不稳定性、分岔 244

30.1 稳定性和不变集 245

30.2 耗散系统中的分岔：逻辑斯谛映射 246

30.3 种群生物学中的实例 248

30.4 耗散系统和平衡系统理论中的概念 249

31 混沌和可预测性 250

31.1 二进制移位映射 251

31.2 面包师变换和伯努利系统 252

31.3 初始条件和预测 253

31.4 实例：天气和行星运动的长期不可预测性 254

31.5 混沌动力学的建设性方面 255

32 确定性概念和随机性概念的统一 256

32.1 逻辑斯谛映射的路径和分布 257

32.2 遍历理论 259

32.3 伯努利系统及其物理等价 260

32.4 随机性和复杂性 262

33 统计力学的基础 263

33.1 遍历性和混合 264

33.2 哈密顿系统的稳定性：KAM 定理 266

34 因果性而不是决定论 267

34.1 因果关联、因果性、因果关系 268

34.2 作为持久变化着的事物的动力学系统 270

34.3 决定论 271

34.4 可预测性 273

34.5 因果关系和决定论 275

34.6 没有决定论的因果性 277

第9章 随机过程及其解释 278

35 概率演算和随机过程 278

35.1 量值的一般概念：测度 279

35.2 从个体到个体系统：随机变量 280

35.3 组分、系统和系统系综 282

35.4 随机过程 283

35.5 由随机过程驱动的系统：布朗运动 285

36 商业周期的确定性模型和随机模型 287

36.1 非解释性模型 288

36.2 确定性模型 289

36.3 随机线性响应 290

36.4 受冲击的经济 292

36.5 技术随机游动 294

37 适者生存还是幸者生存? 295

37.1 确定性自然选择的解释 296

37.2 自然选择中的随机效应 296

37.3 遗传漂变和中性进化说 297

37.4 经验分辨率的局限性 299

38 统计力学中的因果性和随机性 300

38.1 时间尺度和空间尺度 301

38.2 力学、动理学和流体力学层次中的动力学方程 302

38.3 玻尔兹曼方程推导中的随机化 303

38.4 流体力学方程导出过程中的集总 306

38.5 从局域平衡到全局平衡 307

39 概率性而非偶成论 308

39.1 概率概念和统计概念 309

39.2 偶成论 311

39.3 概率性原因和原因的指征 312

39.4 概率性解释 315

39.5 概率的含义 317

39.6 概率的倾向性解释 318

39.7 凡不可言说者，皆须保持沉默 319

第10章 方向性、历史、期望 323

40 因果性和时间不对称性 323

40.1 因果性、共因和时间不对称性 323

40.2 探寻全局时间方向 325

40.3 过程的时间反演对称性 327

40.4 熵增与不可反演性的涌现 328

40.5 自组织和概念化 331

40.6 序的最终之源：宇宙的初始条件 332

41 自然历史中的叙述和理论 334

41.1 系统分类学和系统发生推断 335

41.2 进化生物学中的历史性叙述 336

41.3 叙述 337

41.4 覆盖律解释的不当性 338

41.5 历史和理论 339

41.6 叙述性解释 342

41.7 历史叙述与假设的故事 343

42 动态最优化、期望、不确定性 345

42.1 静态特性和动态特性 345

42.2 最优控制：从积分观点到微分观点 346

42.3 随机因素和风险估算 349

42.4 不确定性和未来 350

第11章 后记 352

43 回顾与展望 352

注释 357

参考文献 394

人名索引 413