梅拉妮·米歇爾

前言
致謝

第一部分 背景和歷史
第1章 複雜性是什麼
昆蟲群落
大腦
免疫系統
經濟
萬維網
複雜系統的共性
如何度量複雜性
第2章 動力學、混沌和預測
動力系統理論的起源
對預測的重新認識
線性兔子和非線性兔子
邏輯斯蒂映射
混沌的共性
混沌思想帶來的革命
第3章 信息
資訊是什麼
能量、功、熵
麥克斯韋妖
統計力學提要
微觀態與宏觀態
香農信息
第4章 計算
什麼是計算？什麼可以計算
希爾伯特問題和哥德爾定理
圖靈機和不可計算性
定義為圖靈機的明確程式
通用圖靈機
圖靈對判定問題的解決
哥德爾和圖靈的命運
第5章 進化
達爾文之前的進化觀念
達爾文理論的起源
孟德爾和遺傳律
現代綜合
對現代綜合的挑戰
第6章 遺傳學概要
第7章 度量複雜性
用大小度量複雜性
用熵度量複雜性
用演算法信息量度量複雜性
用邏輯深度度量複雜性
用熱力學深度度量複雜性
用計算能力度量複雜性
統計複雜性
用分形維度量複雜性
用層次性度量複雜性

第二部分 電腦中的生命和進化
第8章 自我複製的電腦程式
生命是什麼
電腦中的自我複製
自我複製程式的深層意義
DNA的自我複製
馮·諾依曼的自複製自動機
馮·諾依曼
第9章 遺傳演算法
遺傳演算法菜譜
遺傳演算法的應用
進化的羅比，易開罐清掃機器人
GA演化的策略是如何解決這個問題的
GA是如何演化出好的技巧的

第三部分 大寫的計算
第10章 元胞自動機、生命和宇宙
自然界中的計算
元胞自動機
生命遊戲
四類元胞機
沃爾夫勒姆的“新科學”
第11章 粒子計算
第12章 生命系統中的資訊處理
什麼是資訊處理
免疫系統
蟻群
生物代謝
這些系統中的資訊處理
第13章 如何進行類比(如果你是電腦)
容易的事很難
進行類比
我對類比的認識經歷
簡化的類比
模仿者
如何做到
模仿者程式
運行模仿者
總結
第14章 電腦模型
模型是什麼
理想模型
對合作的進化進行模擬
建模的好處
電腦建模注意事項

第四部分 網路
第15章 網路科學
小世界
網路新科學
什麼是網路思維
到底什麼是“網路”
小世界網路
無尺度網路
網路穩健性
第16章 真實世界中的網路
真實世界中的網路
網路思想的意義
無尺度網路是如何產生的
冪律以及對其的質疑
網路中的資訊傳播和連鎖失效
第17章 比例之謎
生物學中的比例縮放
一次跨學科合作
冪律與分形
代謝比例理論
理論的應用
爭議
冪律的未解之謎
第18章 進化，複雜化
遺傳，複雜化
基因是什麼
進化發育生物學
基因調控和考夫曼的“秩序的起源”
對考夫曼的研究的反響
總結

第五部分 尾聲
第19章 複雜性科學的過去和未來
統一理論和一般性原理
複雜系統研究的根源
五個問題
複雜性的未來，等待卡諾
附錄 訪談——梅拉妮·蜜雪兒談複雜性
參考文獻