元胞自动机和复杂性：论文集 Cellular Automata and Complexity: Collected Papers

内容简介

数学方程是模拟自然最好的方式吗？至少很长一段时间以来，人们都是这样认为的。但是在20世纪80年代早期，史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram提出了一种特别的方式，他认为人们应该基于直接而简单的计算机程序来建模。他对一类被称为元胞自动机的模型进行深入的研究，发现了一个事实：基于简单的规则，可以演化出高度复杂的行为，并且可以模拟出自然界中的很多现象。同样也基于这样一个事实，他开始了一个新的研究项目，进而演变为复杂性科学，他的研究结果被应用在很多方面，从所谓的分门别类到人工生命，再到密码学和流体力学的新思想。这本书收集了Wolfram关于元胞自动机和复杂性研究的原始论文，有一些是科学界广为人知，但也有一些也从来没有发表过。元胞自动机已经成为了一个新的研究领域，在物理学、经济学和计算机科学许多影响具有非常重要的影响。

基本信息

《元胞自动机和复杂性：论文集》

• 书名：《元胞自动机和复杂性：论文集》
• 作者：史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram
• 英文书名：Cellular Automata And Complexity: Collected Papers
• 页数：608页
• 出版社：Westview Press
• ISBN：978-0201626643
• 所属领域：元胞自动机、复杂系统、系统理论

作者简介

史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram是著名英国科学家，数学软件Mathematica的创始人，同时是沃尔夫勒姆研究公司的创立者和首席执行官，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的兼职教授。2012年，他成为美国数学协会的院士。学术上，他以粒子物理学、元胞自动机、宇宙学、复杂性理论、计算机代数系统上的研究成果闻名于世。

内容目录

目录大纲

• 前言
• 第一部分: 最初的论文
• 1：元胞自动机的统计力学
• 2.元胞自动机的代数性质
• 3.基于元胞自动机上的普适性和复杂性
• 4.元胞自动机的理论
• 5.理论物理种的不确定性与界定
• 6.二维的元胞自动机
• 7.物理系统中随机性的起源
• 8.元胞自动机的热力学与流体力学
• 9.元胞自动机中随机序列的产生
• 10.复杂工程的方法
• 第二部分：附加与勘定论文
• 1.计算机之于科学与Mathematics
• 2.二项式系数几何
• 3.元胞自动机理论的两个问题
• 4.元胞自动机与密码机制
• 5.复杂系统理论
• 6.元胞自动机的超级运算
• 第三部分：附件
• 1.元胞自动机属性列表
• 2.史蒂芬·沃尔夫勒姆 Stephen Wolfram的参考书目

原文摘录

元胞自动机被当作简单的数学模型来研究统计力学中的自组织现象，一个比较具体的分析是通过给出由1和0所在的位置次序生成最基本的元胞自动机，在离散时间步骤中，每个站点根据其最近邻域值的确定规则进行演化，在简单的初始结构下，元胞自动机要么趋向于均匀性状态，要么产生具有分形表达式1.59或1.69的自相似模式，在“随机”的初始构型下，细胞自动机演化的不可逆共同点产生出了几个自组织现象。 所生成结构的统计性质被发现存在于两个普适性类别中，而与初始状态的细节或细胞自动机规则无关。我们也研究了更复杂的细胞自动机，并讨论了它与动态系统理论和计算理论之间的联系。

——引文

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