科学家什么时候能够迎来事业巅峰？科学创新的生命周期是多久？职业生涯中出现突破性进展的迹象是否存在？什么样的合作会带来成功？年轻的科研人员如何将成功概率最大化？我们经常忽略这样一个事实：即使是成功的科学家，对科学的认知可能也是有限的。有人认为科学家取得成功是天赋、实力、运气共同作用的结果，但没人能说清这些因素在其中所占比重，以及是否存在其他影响因素。

科学学与网络科学研究权威王大顺，网络科学奠基人、畅销书《爆发》《链接》《巴拉巴西成功定律》作者巴拉巴西通过网络科学前沿研究，借助先进的工具定量分析科学自身的演化规律，以及科学家职业生涯的影响因素，揭示事业成功、团队常胜以及影响力升级中的客观规律。

宇宙通过对称破缺和相变从对称向复杂演化，本书用非线性动力学的理论从物理学、化学、生物学、经济自组织的角度阐释自然界和社会中新出现的序和结构。这些动力学系统是处理信息和熵而建立的计算机模型。我们不禁产生这样的疑问：对称和复杂仅仅是科学中有用的模型呢，还是现实世界的普遍现象？书中讨论了自然科学、社会科学、计算机科学、哲学和艺术领域中一些与之有关有趣的问题。本书包含大量的图示和图片，向读者展现了非线性科学的魂与美。全球化的复杂世界正说明了多样性的统一。 本书目录： Preface 序言 Introduction 前言 Chapter 1　Symmetry and Complexity in Early Culture and Philosophy 早期文化和哲学中的对称与复杂 1.1　Cultural and Cosmic Harmony 文化与宇宙中的和谐 1.2　Cultural and Cosmic Diversity 文化与宇宙中的多样性 Chapter 2　Symmetry and Complexity in Mathematics 数学中的对称与复杂 2.1　Symmetry and Group Theory 对称和群论 2.2　Symmetry Breaking and Bifurcation Theory 对称破缺和分岔理论 2.3　Complexity，N onlinearity and Fractals 复杂性、非线性和分形 Chapter 3　Symmetry and Complexity in Physical Sciences 物理学中的对称与复杂 3.1　Symmetry in Physics 物理学中的对称 3.2　Symmetry Breaking and Phase Transitions 对称破缺和相变 3.3　Complexity，A ttractors and D ynam icalSystems 复杂性、吸引子和动力系统 Chapter 4　Symmetry and Complexity in Chemical Sciences 化学中的对称与复杂 4.1　Symmetry in Chemistry 化学中的对称 4.2　Symmetry Breaking and Chirality 对称破缺与手性 4.3　Complexity，D issipation and N anosystems 复杂性、耗散和纳米系统 Chapter 5　Symmetry and Complexity in Life Sciences 生命科学中的对称与复杂 5.1　Symmetry in Biology 生命科学中的对称 5.2　Symmetry Breaking and Evolution 对称破缺与生命演化 5.3　Complexity and Biodiversity of Life 复杂性和生物多样性 Chapter 6　Symmetry and Complexity in Economic and Social Sciences 经济学和社会学中的对称与复杂 6.1　Symmetry，SocialBalance and Econom ic Equilibrium 对称性、社会稳定和经济平衡 6.2　Symmetry Breaking and Socio-economic Transitions 对称破缺和社会－经济变迁 6.3　Complexity and Sociodiversity of Globalization 复杂性、社会多样性和全球化 Chapter 7　Symmetry and Complexity in Computer Science 计算机科学中的对称与复杂 7.1　Symmetry and Complexity in Information Dynamics 信息动力系统中的对称与复杂 7.2　Symmetry and Complexity in Computational Dynamics 计算动力系统中的对称与复杂 Chapter 8　Symmetry and Complexity in Philosophy and Arts 哲学和艺术中的对称与复杂 8.1　The Philosophy of Symmetry and Complexity 对称与复杂性的哲学 8.2　The Beauty of Symmetry and Complexity 对称与复杂之美 References 参考文献 Subject Index 名词索引 Name Index 人名索引

本书的灵感来源于无聊与迷恋的感觉：对常规的数据结构与算法介绍的无聊，对复杂系统的迷恋。数据结构的问题在于教师在教授这门课程的时候通常不会调动起学生的积极性；复杂性科学的问题在于学校通常不会教授这门课程。 2005年，我在欧林学院讲授了一门新课程，学生要阅读关于复杂性的主题，使用Python进行实验，并学习算法与数据结构。当我在2008年再次讲授这门课程时，我写了本书的初稿。 在2011年第3次讲授这门课程时，我准备出版该书并邀请学生们以案例研究的形式提交其工作成果并包含在书中。我在欧林学院找了9位教授成立了项目委员会，选择可供出版的报告。符合标准的案例研究被纳入到本书中。我们将在下一版吸纳来自读者的更多稿件（参见附录A）。 对教师的建议 本书可以用作Python编程与算法的大学中级课程教材。我的教学遵循如下结构： 阅读 复杂性科学涵盖了各种主题。这些主题之间相互关联，但需要花费不少时间才能搞清楚这些联系。为了帮助学生们看到全景，我会向他们介绍一些阅读列表，这些都来自于该领域最流行的研究成果。我的阅读列表以及关于如何使用它的建议在附录B中。 练习 本书提供了一系列练习；很多练习都要求学生重新实现一些开创性实验并对其进行扩展。复杂性吸引人的一个地方在于我们可以通过适当的编程技能与数学知识接触研究前沿。 讨论 书中的主题提出了关于科学哲学的问题，这需要学生们进一步阅读并进行课堂讨论。 案例研究 在我的课堂上，我们将几乎半个学期的时间都用在了案例研究上。学生们经由构思产生过程、形成团队，并在一系列实验上花费6~7周的时间，然后以4~6页可发表的报告形式来呈现其工作成果。 可以通过https://sites.google.com/site/compmodolin了解课程大纲与我的说明。 对自学者的建议 在2009~2010年，我作为Google的一名访问学者在其剑桥办公室工作。在与我共事的软件工程师中，让我印象深刻的一点是他们广博的求知欲以及增长知识与技能的动力。 我希望本书能够帮助像他们一样的人们来探索他们可能遇不到的一些主题与想法，练习Python编程技能，以及学习关于数据结构与算法的更多知识（或者看看有哪些内容不适合放在第1版中）。 本书针对自学者的一些特点有： 技术深度

协同学由于在揭示不同学科的共同本质方面取得了惊人的成功，引起了世界各方面学者的重视，在轰动当代的耗散结构论、协同论、突变论中以其特有的普适性而独树一帜。它使许多学科中那些长久以来难以解决的问题，都变得容易和简单了，正如科利赫特教授的名言所示：“在太阳之下，终究没有什么新的东西了。”本书作者H．哈肯教授因提出这一理论，获得了世界范围的承认和荣誉而名扬天下。 本书系H．哈肯于1987年5月定稿的协同学最新著作。书中将信息论引入协同学，旨在建立—种用统—观点处理自然科学、社会科学中的复杂系统的崭新方法一协同学宏观方法。本书是协同学和隹息论最新发展的重要里程碑。 本书内容新颖、生动形象、深入浅出，并有严密和富有逻辑的定量论证。适宜于自然科学、社会科学各门类不同程度的科学工作者、大专院校师生阅读，也适宜于具有中等文化程度以上的一般读者阅读。

该书是一本von Neumann关于“自复制自动机”的研究论文集，由von Neumann在密西根大学的助手Arthur Burk（大名鼎鼎的John Holland的博士导师）整理编辑。 这本书的意义不仅仅在于它实际上开创了“人工生命”、“细胞自动机”等多门复杂性研究的分支。更重要的是，该书将“自我复制”作为生命的一个本质特征加以数学建模的研究。而这套理论和可计算性理论、歌德尔定理以及热力学深深地联系到了一起。这一点也许对于我们研究复杂系统的人来说仍具有重要的意义。

全球化的社会科学把全球系统看成是理所当然的事实，然后，又向人们展示各位置、地区、国家、环境和文化，如何在全能的“全球化（globalization）驱动下以线性的方式相互转化。从而，全球化渐渐地被人们视为一种新的“结构”（structure），它涵盖了本地、各个地方以及国家等非常广阔的领域，它甚至还拥有自己新的“代理人”（agent），这些新的“代理人”充分利用标准的社会科学所享有的崇高声望来扭曲全球化过程。 但是，复杂性科学却认为，全球系统实质上是多样化的、历时性的和不连续的，而且具有不确定性。很有必要对发生在全球范围内的突现现象进行一番深入的考察，这种全球涌现既不明显地呈现出有序化和趋向于平衡态，也没有呈现出要处于一种永恒无序化状态的趋势。从复杂性科学的角度看，全球化既不是万能的，也不屈从于社会的控制。的确，全球化不是一种权力中心的单一化，而是一个非常令人惊奇的复杂系统，也可称之为极端复杂的动态系统。正如伊利亚·普里高津（Ilya Prigogine）所作的非常形象化的比喻，在全球系统的动态演化过程中，如果把无序比作海洋，那么，有序就是广阔海洋中星罗棋布的小岛屿，因而，不存在趋向于平衡态的可能性。

《社会与经济网络》主要内容简介：关系网对于人们选择职业、获取工作、购买产品和如何投票方面有很大帮助。在我们的生活中许多受社会网络影响的方面对于理解它们如何影响行为、社会中很可能出现何种网络以及为何我们对自己作出特定的安排都是很关键的。在社会和经济网络中，马修•O•杰克逊提供了社会和经济网络的一个综合性的导论，从经济学、社会学、计算机科学、物理学和数学中获得了最新的发现。他给出网络及其展示的规律的经验背景，并讨论了网络形成的基本随机图模型和策略模型。通过对学习和传染、受其社会邻居影响的个人所作出的决策、博弈论和市场网络，以及许多相关问题的详尽分析，《社会与经济网络》有助于读者理解关系网社会中的行为。作者还描述了用于分析社会网络的各种统计和建模方法。每章都包含习题以便帮助学生分析网络的功能。《社会与经济网络》是经济学、数学、物理学、社会学和商务学的学生及研究人员必不可少的资源。

这是作者参加与建立现代复杂经济科学的论文集，跨越了比较历史学、理论生态学、经济动力学、社会心理学和非平衡态物理学等领域，以探讨两大社会科学的基本问题：劳动分工的演化机制和市场经济持续波动的内因。作者从宏观和股市运动的定量分析与历史案例出发，挑战目前均衡经济学与计量经济学的基本模型，发现了有效市场、噪声驱动、理性预期、微观基础等显学的生大谬误，发展的统一的非线性经济演化动力学的一般理论，以理解长至千年的东西方文明分岔、短至几年左右的技术换代与经济波动。

《科学新领域的探索》：美国新墨西哥州洛基山脚下的圣菲研究所离洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）不远，以研究复杂系统而著称。 在圣菲研究所永远充满了对“复杂性”这一科学新领域的激动人心的讨论。圣菲研究所拥有国际顶尖的科学家，包括因凝聚态物理的工作而获得1977年诺贝尔物理学奖的菲利普·安德森，因发现粒子物理中最基本的组分——夸克而获得1969年诺贝尔物理学奖的马瑞·盖尔曼，因普适平衡经济理论而获得1972年诺贝尔经济学奖的经济学家肯尼斯·阿罗和圣菲研究所的创始人、原美国洛斯阿拉莫斯国家实验室研究部主任乔治·科安，以及《宇宙为家》和《科学新领域的探索》的作者，麦国科学家斯图亚特·考天曼等。长期以来，物理科学领域对我们的思维模式产生过重大影响，例如牛顿的经典力学、爱因斯坦的相对论、玻尔等人的童子力学。如今，有关复杂系统，特别是现代生物学领域的研究成果，对我们的思维模式已经开始产生更为深远的影响，并将成为形成我们世界观的重要组成部分。

兴起于20世纪80年代的复杂性研究或复杂性科学，是系统科学发展的新阶段，也是当代科学发展的前沿之一。尽管目前它仍处于萌芽和发展形成阶段，但已引起了科学界的广泛重视，已被有些科学家誉为“21世纪的科学”。本书主要介绍了复杂性概念的科学刻画、复杂性科学的基本特征、思想谱系、基本理论、方法体系、从复杂性的观点看等内容。 复杂性科学或复杂性研究是近年来国际学术研究的热门课题，被称为”21世纪的科学”。按照传统的理解，复杂与简单是相对的，一个事物在未被认识之前是复杂的，一旦被认识就变得简单。从人类认识事物的过程看，这种情形是常见的。但现代科学技术的发展表明，不能把复杂性全部归结为认识过程的不充分性，必须承认存在客观的复杂性，真正的复杂性应当具备自身特有的规定性，即使已被人们认识，即使找到解决办法，它仍然是复杂的。

本书是为了纪念耗散结构理论创立者、诺贝尔化学奖得主伊利亚·普里戈金而作，集纳了普里戈金晚年的数次演讲和谈话内容，详细记录了普里戈金的生平简历。书中探讨了普里戈金在非平衡物理学、时间在复杂性认识论中的作用，以及生命与因特网方面的观点和思想。

《不确定的科学与不确定的世界》讲述为什么科学永远不能回答以下引人注目的重大问题：地球正由于温室效应而变暖吗？恐怖主义者释放炭疽孢子意味着什么危险？应该采取什么措施应对口蹄疫或疯牛病的爆发？为什么我们不能预测地震的发生？

本书的目标，是要从后现代，或者也许更精确地说是从后结构(post-struct ural)的视角来阐明复杂性概念。从这种视角获得的最明显的结论是，不存在总揽一切的、可忽略掉复杂系统中偶发性方面的复杂性理论。如果某事物的确是复杂的，就不可能从简单理论得到恰当的描述。关注复杂性，必须关注特定的复杂系统。尽管如此，我们还是可以在非常基础的层面上，对复杂行为和复杂系统动力学的条件进行一般性说明。而且我还认为，可以对复杂系统进行建模。模型可以在计算上执行，并可能导致可以执行更复杂任务的机器。不过，模型本身将至少与被建模的系统同样复杂，因此不可能导致我们对于系统本身理解的任何简化。作为这种模型的一个例子，我广泛地使用了神经网络，即一种称作联结论的趋法。事实上本书通过指出神经网络的运行与德里达的语言工作的描述之间具有结构相似性，来理解后现代理论对于复杂性研究的意义。

什么是复杂性？莫兰在本书中提出：复杂的东西不能被概括为一个主导词，不能被归结为一条定律，不能被化为一个简单的观念。复杂性是不能用简单的方式加以定义并取代的东西。复杂性是一个提出问题的词语，而不是一个提供现成答案的词语。它表明了世界向我们提出的挑战。复杂性思想不能使我们避免和消除这个挑战，但是它可以帮助我们迎接它，甚至驾驭它。

《工程学:无尽的前沿》主要内容：基因工程、纳米技术、天体物理学、粒子物理学：我们生活在一个工程的世界里，科学和工程、技术和研究之间的根本差别正在快速消泯之中。《工程学:无尽的前沿》展示的是：随着21世纪的曙光降临，自然科学家的目标——发现什么是未知的，工程师的目标——创造什么是未有的，两者正在经历一种前所未有的一体化趋同过程。 欧阳莹之广泛地论证了：当今的工程学不仅是科学的合作者，而且两者同等重要。通过简略地提及工业实验室、化学工程和电气王程的出现。机床工业和汽车工业旋风般的历史进程，以及核能技术和信息技术的兴起，她的著作晨理了现代工程学的壮阔图景：它的历史、结构、技术成就和社会责任性，它同自然科学、工商管理和公共政符的相互关系。欧阳莹之擅长利用案例进行研究，倒如F-117A型“夜鹰”隐形战斗机、波音777型客机的开发，以及亥维赛等工程师兼科学象型、福特和比尔·盖茨等王程师兼企业家蓼、斯隆和韦尔奇等工程程兼经理型等杰出人物的实践，给广大读者一种清晰的感悟：工程学必势在未来科学研究中发挥基本作用。

《复杂性、风险与金融市场》是一本研究和阐释不确定性与复杂性、风险性之间关系的著作，这是作者继1994年出版《分形市场分析》、1996年出版《资本市场的混沌与秩序》之后的又一部力作。作者以通俗的语言和生动的实例，首先总结出复杂性和不确定性的本质特征，而后对复杂性、风险性和不确定性之间的关系进行了系统的比较和阐释，最后对复杂性科学理论与奥地利经济学说之间的关系进行了论述。著作还涉及不确定性与创新性的关系，以及如何用复杂性科学的观点来认识自由市场经济与计划经济的区别，如何看待计划经济国家的经济体制改革等等。

像艾滋病一类疾病为何能够摧毁免疫系统？像纽约、东京这样的大城市如何能够不间断地保障食品、医疗、服饰和数百万种居民必需品的供给？这类高度复杂系统的运作仍然是一个谜。但是通过霍兰及其同事在圣菲研究所和密歇根大学的工作，现在已经接近找到一种解答。 作为遗传算法之父和复杂性新科学的先驱者之一，霍兰从一开始就处于复杂适应系统（CAS）这一新兴研究领域的中心。 这部里程碑式著作为这一崭新领域首次提供了一种协调一致的综合，展示了霍兰的独特洞见。本书强调寻找支配CAS行为的一般原理，注重扩展众多科学家的直觉。书中提供了一个适用于全部CAS的计算机模型。霍兰通过描述我们能够做什么，总结了如何增强对CAS的理论认识。他提出的若干理论方法，可以指导人们对付耗尽资源、置我们世界于危险境地的棘手CAS问题。

本书作者是当今最具有创新意识的思想家之一，本书也是对涌现现象进行深入探索的第一部著作。在本书中，作者比较了显示涌现现象的不同系统和模型，展现了它们之间共同的规则或规律，讲述了从“蕴含着规范、能够生成像巨大的红杉和普通的雏菊那样复杂而独特结构”的微小种子，到能够通过自学习在西洋跳棋游戏中让设计者一败涂地的计算机；从能够修建桥梁、跨越深沟和驾驭树叶之舟在溪流上航行的蚁群，到诗人充满感情的创作等涌现现象的具体表现。 涌现的概念(即整体大于其各部分之和)简单得令人惊讶，然而它在科学、商业以及艺术等诸多领域牛都具有极深的寓意。本书中，作者用深入浅出的描述向我们生动地阐明：涌现的理论能够预言许多复杂的行为，同时也给予我们关于生命、智慧和组织的很多启示。 序言 第一章 启程之前 走向何方 模型 研究道路上的困难 取得的进展 第二章 游戏与数字 西洋跳棋和神经网络 模型中的秘密 棋类游戏及规则 数字 积木块 计算机模型 第三章 地图、对策论和计算机建模 博弈和对策论 涌现——初露端倪 动态模型 计算机模型——进一步的研究， 第四章 西洋跳棋 困难何在 塞缪尔是如何做的 对走法的估价 由估价到策略 学习的过程 使学习过程运转起来 需要注意的问题 权重改变引起的涌现结果 小结 第五章 神经网络 神经元的特征 为神经元建模 固定阈值的神经元网络 区别与局限 有关神经元的更多特征 带环路的网络 无限期的记忆 三角形的识别——一个例子 综合 对比 继续前进 第六章 普适理论 基于主体的模型 计算机的参与 涌现和非线性 普适理论的基本要求 第七章 受限生成过程 机制 相互作用和连接 元胞自动机 第八章 西洋跳棋程序和其他受限生成过程模型 塞缪尔的西洋跳棋程序 中枢神经系统模型 复制猫 第九章 变易 具有可变结构的受限生成过程模型 示例 遗传算法和可变结构的受限生成过程模型 关于涌现的进一步理解 第十章 层次描述和还原方法 层次 如何组装元胞自动机 第十一章 隐喻和创新 科学中的创新和创造 对隐喻的初步探讨 隐喻和模型的关系 创新的培育 小结 诗歌和物理学 第十二章 结束语 作为总结的“结束语” 作为继续研究起点的“结束语” 综合 关于涌现的进一步研究 涌现的目标 涌现研究的远期目标

正如副标题所表明的，《六度分隔:一个相互连接的时代的科学》的基本内容是介绍一门正在形成中的新科学——关于网络的一般规律的科学。有这样一门科学吗？它的内容和方法是什么？近年来，这门学科有什么实质性的进展吗？在《六度分隔:一个相互连接的时代的科学》中，作者根据自己的亲身经历娓娓道来，用讲故事的方式，对于这些问题给出了令人信服的回答 除了简要的背景和总结以外，《六度分隔:一个相互连接的时代的科学》可以分成两大部分前半部分讲述了学科产生的背景和主要的理论模型其中特别值得注意的是，第3章介绍的是小世界网络模型，第4章介绍无标度网络模型，第五章则介绍了关于搜索的模型这三章的介绍包括了这些模型的内容和意义这三章具有较强的理论性后半部分则广泛地介绍了在若干应用领域的应用状况。第6章讨论了疾病和计算机病毒的传播中的问题第7、8章研究了另外一些社会现象，例如，文化时尚、政治动乱，金融泡沫等告诉了我们什么。第9章则讨论了组织的坚固性和它对现代公司企业的启示。最后第10章对全书进行总结，提出一个简要的概括 对于具有高中以上文化基础的社会大众来说，可以通过阅读《六度分隔:一个相互连接的时代的科学》概括性地了解关于网络新科学的概况与最新进展而对于有兴趣深入了解现代系统科学，以及正在形成中的一般网络科学的读者，《六度分隔:一个相互连接的时代的科学》则是一个很好的入口和索引。