定 價(jià):69 元
叢書(shū)名:科學(xué)通識(shí)書(shū)系
- 作者:(丹麥)帕·巴克 著, 李煒,蔡勖 譯
- 出版時(shí)間:2024/1/1
- ISBN:9787301334003
- 出 版 社:北京大學(xué)出版社
- 中圖法分類:N49
- 頁(yè)碼:300
- 紙張:
- 版次:1
- 開(kāi)本:16開(kāi)
21世紀(jì)被稱為復(fù)雜性科學(xué)的世紀(jì)。丹麥物理學(xué)家帕·巴克和中國(guó)物理學(xué)家湯超開(kāi)創(chuàng)的自組織臨界性理論,對(duì)大自然的復(fù)雜性問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)化探討,為復(fù)雜系統(tǒng)中的跨尺度現(xiàn)象,提供了一種普適而簡(jiǎn)單的機(jī)制上的解釋,以其創(chuàng)新性、宏觀性和簡(jiǎn)潔性引起科學(xué)界的密切關(guān)注。
作為解釋大自然復(fù)雜行為的一種新的物理理論,自組織臨界性涉及非常廣泛的研究領(lǐng)域,如巖層與地貌形成、河網(wǎng)與海灣結(jié)構(gòu)、地震與火山爆發(fā)、星震與星云塌陷、黑洞與日輝耀斑、夸克與膠子團(tuán)簇、生態(tài)與物種滅絕、變異與生命演化、噪聲與全球變暖、人口與環(huán)境污染、大腦與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、市場(chǎng)與價(jià)格波動(dòng)等。該理論已被成功應(yīng)用到自然界的多種復(fù)雜系統(tǒng)之中,影響巨大。
《大自然如何運(yùn)作》是帕·巴克教授關(guān)于自組織臨界性理論的重要著作,視野宏闊,深入淺出,是一部兼具學(xué)術(shù)性與普及性的優(yōu)秀之作。
帕·巴克(Per Bak,1948—2002),丹麥著名物理學(xué)家,曾任職于美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(BNL)、丹麥玻爾研究所和倫敦帝國(guó)理工學(xué)院等。
譯者
李煒,華中師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授,德國(guó)洪堡學(xué)者,德國(guó)馬克斯-普朗克研究所訪問(wèn)學(xué)者。
蔡勖,華中師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授,國(guó)家973計(jì)劃專家咨詢組成員。
目 錄
第一章 復(fù)雜性與臨界性...............................................................................1
簡(jiǎn)單的物理定律與復(fù)雜的大自然 ..........................................................3
講故事與科學(xué) ..........................................................................................8
復(fù)雜性理論能解釋什么? ....................................................................10
災(zāi)變遵循一種簡(jiǎn)單的模式 ....................................................................14
分形幾何 ................................................................................................21
f /1噪聲:時(shí)間中的分形 .......................................................................24
齊普夫定律 ............................................................................................27
冪律與臨界現(xiàn)象 ....................................................................................29
處于平衡態(tài)的系統(tǒng)不是復(fù)雜的 ............................................................30
混沌不具有復(fù)雜性 ................................................................................33
自組織臨界性 ........................................................................................35
第二章 自組織臨界性的發(fā)現(xiàn).....................................................................37
在布魯克海文 ........................................................................................37
f/1噪聲從何而來(lái)? ...............................................................................41
蘇珊·科珀史密斯的狗模型 .................................................................42
耦合扭擺 ................................................................................................45
簡(jiǎn)單模型的哲學(xué):“球形奶! .............................................................46
擺系統(tǒng)變成臨界的 ................................................................................51
第三章 沙堆模型.........................................................................................56
沙堆模型 ................................................................................................59
假如生活在沙堆世界 ............................................................................67
我們能用筆和紙計(jì)算出冪律嗎? ........................................................72
第四章 實(shí)際沙堆與地貌的形成.................................................................75
真實(shí)的沙堆實(shí)驗(yàn) ....................................................................................76
挪威的米堆實(shí)驗(yàn) ....................................................................................80
維則克的山體滑坡實(shí)驗(yàn):分形現(xiàn)象出現(xiàn) ............................................86
喜馬拉雅“沙堆” ..................................................................................88
巖渣的沉積 ............................................................................................89
地貌學(xué):偏離平衡的地表 ....................................................................92
第五章 地震、星震及太陽(yáng)耀斑.................................................................97
地震的自組織 ......................................................................................101
一處印刷錯(cuò)誤導(dǎo)致了重要進(jìn)展 ..........................................................107
斯特龍博利附近的隆隆聲 .................................................................. 111
地殼是臨界的 ...................................................................................... 113
脈沖星頻率突增與星震 ...................................................................... 114
黑洞與太陽(yáng)耀斑 .................................................................................. 116
第六章 “生命的游戲”:復(fù)雜性就是臨界性 ..........................................120
第七章 生命是自組織臨界現(xiàn)象嗎?.......................................................129
圣菲研究所 ..........................................................................................130
沙堆與間斷平衡 ..................................................................................134
相互制約調(diào)節(jié)的適應(yīng)性圖像 ..............................................................135
第八章 簡(jiǎn)單演化模型中的大滅絕與間斷平衡.......................................147
我們能對(duì)達(dá)爾文建模嗎? ..................................................................150
周日下午的一個(gè)科學(xué)課題 ..................................................................153
低溫產(chǎn)生復(fù)雜生命 ..............................................................................164
與真實(shí)數(shù)據(jù)比較 ..................................................................................165
恐龍滅絕和隕石 ..................................................................................172
丹蒂· 查爾沃的演化游戲 ...................................................................174
自組織臨界性與蓋亞假說(shuō) ..................................................................175
重新來(lái)一次演化 ..................................................................................177
第九章 間斷平衡模型理論.......................................................................182
什么才算理論? ..................................................................................182
演化模型的隨機(jī)近鄰形式 ..................................................................184
自組織過(guò)程 ..........................................................................................188
臨界態(tài) ..................................................................................................191
重訪生命游戲 ......................................................................................192
重訪地震 ..............................................................................................193
第十章 大腦與自組織臨界性...................................................................197
為什么大腦應(yīng)當(dāng)是臨界的? ..............................................................198
猴子問(wèn)題 ..............................................................................................200
大腦與河網(wǎng) ..........................................................................................203
第十一章 經(jīng)濟(jì)和交通阻塞.......................................................................206
均衡經(jīng)濟(jì)像水 ......................................................................................206
實(shí)際經(jīng)濟(jì)像沙 ......................................................................................209
臨界經(jīng)濟(jì)的一個(gè)簡(jiǎn)單模型 .................................................................. 211
波動(dòng)和災(zāi)難不可避免 ..........................................................................215
交通阻塞 ..............................................................................................216
參考文獻(xiàn).......................................................................................................223
人名英漢對(duì)照表...........................................................................................230
附錄 湯超致譯者信...................................................................................238
譯后記...........................................................................................................240