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《涌现》［美］约翰·霍兰德（John H. Holland）;陈禹 方美琪译【文字版_PDF电子书_推荐】

内容简介：

l 一粒小小的种子为何能够长成红杉、雏菊、豆苗等独特的植物?

l 蚂蚁个体的行为非常机械，为何蚁群却展现出非凡的灵活性?

l 国际象棋只有二十几条规则，为何人们能不断发现新的走法?

l 机器为何能够越人类在制造它时赋予它的能力?

上述现象揭示了这样一个规律，即复杂的事物是由小而简单的事物发展而来的，而这正是涌现现象的特征。涌现现象产生的根本原因在于，事物各组成部分之间相互作用产生的复杂性，远非个体行为的叠加可以相比，也就是我们常说的“整体大于部分之和”。

“整体大于部分之和”这一特性也成为涌现研究道路上的阻碍。许多哲学家和一些科学家坚定地认为对涌现的研究不可能还原为对明确定义的机制及其相互作用的研究。他们认为，机器的能力不可能超越人类在制造它时赋予它的能力。复杂自适应系统理论提出者约翰·霍兰德借助模型和还原思想，建立了研究涌现现象的普适框架，扫清了研究道路上的障碍，推动了复杂自适应系统、机器学习、人工智能等领域的长足发展。

你可能会认为，涌现现象只出现在特定的系统中，在日常生活中并不常见。但实际上，具有涌现现象的系统随处可见且与我们息息相关，比如神经元网络系统、人体免疫系统、互联网和全球经济系统等。因此，研究涌现现象具有重要的现实意义。凭借霍兰德提出的普适理论框架，我们可以找出某些复杂现象背后的根本规律，从而更好地认识世界、开拓世界以及预测未来。

作者简介：

[美]约翰·霍兰德

l 涌现理论奠基人，遗传算法之父，复杂适应系统理论提出者，麦克阿瑟天才奖获得者。

l 圣塔菲研究所核心成员。曾任美国密歇根大学安娜堡分校心理学、电子工程和计算机科学教授。

l 2015年，在密歇根安娜堡去世。

目  录：

序言 写一本普通读者能看懂的书

第1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

在研究涌现的道路上继续前进

第2章 理解科学建模的游戏与数字

国际跳棋与神经网络

模型中的奥秘

棋类游戏及规则

忽略细节的数字

熟悉的积木块

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

塞缪尔的解决方案

评估棋局

从评估到策略

机器棋手的学习过程

如何使学习过程运转起来

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

国际跳棋程序与前馈神经网络的区别

有关神经元的更多特征

带回路的神经网络

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

状态与策略

确定模型的规则选取

第6章 普适理论框架

基于主体的模型

计算机模型的优势

涌现与非线性

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

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

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

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

诗歌与物理学的创造过程

结 语 不能停止的涌现研究

作为总结的结束语

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

参考文献

译后记 涌现的意义和作用

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涌现

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摘要：《涌现》是美国约翰·霍兰德（John H. Holland）的经典着作，由陈禹和方美琪翻译成中文。本书通过涌现现象的研究，揭示了复杂系统中个体行为与整体行为之间的关系。本文将从四个方面对《涌现》进行详细阐述，包括涌现的概念与特点、涌现在经济管理中的应用、涌现的模型与算法以及涌现对社会发展的影响。

1、涌现的概念与特点

涌现是指在复杂系统中，个体的简单行为经过相互作用和反馈机制，产生出复杂的整体行为。这种整体行为无法从个体行为中直接推导出来，并具有新颖性和非线性的特点。涌现是自组织和自适应的结果，体现了系统的复杂性和非线性特征。

涌现的特点包括多样性、不确定性和非线性。多样性指的是系统中的个体或元素具有不同的属性和行为方式，这种多样性是涌现的基础。不确定性是指涌现的结果往往难以预测和控制，因为涌现本身是由个体之间的相互作用和反馈机制所决定的。非线性则是指涌现的整体行为与个体行为之间存在非线性的关系，小的变化可能导致巨大的结果。

2、涌现在经济管理中的应用

涌现理论在经济管理领域有着广泛的应用。首先，涌现可以帮助我们理解市场经济中的价格形成和资源配置等问题。市场经济中的价格是由买卖双方的交互作用和竞争所决定的，涌现理论可以解释价格的变动和市场的波动。

其次，涌现理论可以应用于组织管理和领导力研究。在组织中，个体的行为与组织的整体绩效之间存在着涌现效应，个体的行为会相互影响并影响整体绩效。涌现理论可以帮助我们理解组织内部的协同和协作机制。

此外，涌现理论还可以应用于风险管理和金融市场等领域。在金融市场中，个体投资者的行为会相互影响并导致市场的涌现行为，涌现理论可以帮助我们理解市场的非理性和波动。

3、涌现的模型与算法

为了研究和模拟涌现现象，学者们提出了多种涌现模型和算法。其中最经典的涌现模型之一是细胞自动机模型，该模型通过格点上的元胞及其相邻元胞之间的相互作用来模拟系统的涌现行为。此外，还有神经网络模型、遗传算法等用于研究涌现的模型和算法。

这些模型和算法不仅可以帮助我们理解涌现现象的本质，还可以应用于实际问题的求解。例如，遗传算法可以用于优化问题的求解，神经网络模型可以用于模式识别和预测等任务。

4、涌现对社会发展的影响

涌现理论对社会发展产生了深远的影响。首先，涌现理论揭示了系统的复杂性和非线性特征，进一步推动了科学研究的发展。涌现理论为我们提供了一种新的思维方式，帮助我们理解和解决复杂问题。

其次，涌现理论在实践中的广泛应用促进了技术和管理方法的创新。涌现理论在经济管理、金融市场、组织管理等领域的应用，为我们提供了一些新的工具和思路，有助于解决实际问题。

最后，涌现理论对社会科学的发展产生了积极的影响。涌现理论帮助我们理解社会系统的复杂性和动态性，有助于深化对社会发展规律的认识，并为社会政策的制定和实施提供科学依据。

总结：

《涌现》是一部探讨复杂系统中涌现现象的经典着作，涌现是个体行为与整体行为相互作用的结果，具有多样性、不确定性和非线性的特点。本书介绍了涌现的概念与特点、在经济管理中的应用、涌现的模型与算法以及涌现对社会发展的影响。涌现理论的研究和应用有助于我们理解和解决复杂问题，推动科学研究和社会发展。

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