系統與複雜性理論 韓景倜 9787564241933 【台灣高等教育出版社】

目錄

第一章 緒論
1 1 複雜性與複雜性科學
1 2 複雜性系統的研究方法
1 3 系統複雜性理論的主要研究內容
1 4 本書的主要內容
課程思政
思考題
參考文獻
第二章 系統與複雜性的基本概念
2 1 系統的基本特徵概述
2 2 複雜自適應系統
2 3 迭代函數系統、混沌系統、分形
課程思政
本章 小結
思考題
參考文獻
第三章 系統複雜性的基本模型
3 1 元胞自動機
3 2 熱力學定律
3 3 伊辛模型
3 4 沙堆模型
3 5 隨機遊走
3 6 供應鏈複雜網絡系統
課程思政
本章 小結
思考題
參考文獻
第四章 複雜系統與複雜網絡
4 1 複雜系統的網絡表示
4 2 複雜網絡的圖表示
4 3 鄰接矩陣
4 4 度和度分佈
4 5 二部分網絡
4 6 集聚係數
4 7 路徑和距離
4 8 連通性和連通分量
課程思政
本章 小結
思考題
參考文獻
第五章 網絡的節 點重要性方法
5 1 節 點重要性的算法
5 2 算法性能評估
5 3 應用實例
課程思政
本章 小結
思考題
參考文獻
第六章 網絡的社區結構發現算法
6 1 網絡社區發現概述
6 2 社區發現算法與數據集
6 3 社區檢測方法初步分析
6 4 社區發現算法的質量分析
課程思政
本章 小結
思考題
第七章 複雜網絡的影響力最大化
第八章 網絡模型及特徵
第九章 網絡的穩健性分析
第十章 網絡信息傳播分析
第十一章 網絡博弈與演化
第十二章 複雜系統的可靠性預計
第十三章 區塊鏈網絡模型中的複雜系統分析
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前言/序言
系統是由若干相互聯繫、相互作用的不同部分組成的具有某些功能的整體。小到組成生命體的分子結構，大到整個宇宙空間，都可以看作一個系統。系統科學是研究系統的一般模式、結構和規律的科學。現實世界中系統並非孤立存在，組成系統的元素本身就是一個系統，它們彼此之間相互關聯，形成複雜系統。比如每個人即一個系統，而人與人之間的相互活動關係則形成人類社會系統。與簡單系統相比較，複雜系統難以定義邊界，呈現級連故障效應。比如2003年美國俄亥俄州的一個輸變電線路負荷過載，引發了一系列的多米諾骨牌效應，從而造成美國和加拿大許多地區大面積停電。又如2020年發生的”新冠”疫情，由小範圍快速擴散到引發全球重大公共衛生事件。這些現象如何產生？其背後是否有共同的發生機制？這些問題並非通過傳統的還原論方法就可以解決。
複雜性科學是研究複雜系統普遍規律的科學，是系統科學理論的延伸。英國著名物理學家斯蒂芬 威廉 霍金（Stephen William Hawking）稱”21世紀將是複雜性科學的世紀”。複雜性理論將解答為什麼社交媒體賬戶的粉絲數、人們的財富值分佈均會服從冪律分佈；為什麼南美洲的一隻蝴蝶，偶爾扇動幾下翅膀，可能在兩周後引起北美的一場龍捲風；為什麼蟻群可以完成精密且複雜的任務；什麼因素驅動經濟週期；諸如此類的問題。
複雜性科學是超越了還原論的方法論，採用自下而上的綜合集成方法重新審視了生物、生態、經濟、社會系統等領域的複雜性現象。早在20世紀80年代，我國著名科學家錢學森就提出探索複雜性科學的方法論。大家用計算機模擬演繹了從簡單到複雜的動態過程，或者對大數據進行分析，並取得了一系列成果。動態系統混沌特性、複雜自適應系統、自組織系統、系統演化、複雜網絡等研究領域的發展，其理論和應用受到廣泛關注。系統與複雜性科學方面的論文、專著甚至科普讀物在過去二十年裡層出不窮，然而，目前關於研究系統的複雜性的科學理論和方法依然沒有完整的體系。
隨著新技術的應用與深化，社會系統與技術系統的交互日益繁雜，系統與複雜性科學的研究受到越來越多的認可和重視。2021年，諾貝爾物理學獎頒給了研究複雜系統的喬治 帕裡西（Giorgio Parisi）、真鍋淑郎（Syukuro Manabe）和克勞斯 哈塞爾曼（Klaus Hasselmann），而不是給從事基礎研究前沿領域如粒子物理、天體物理等的科學家。科技革新不斷推動人類社會文明向前，人類社會系統變得更加複雜。最近火爆的元宇宙，將虛擬與現實結合起來，也將為整個社會系統帶來前所未有的挑戰。黨的二十大報告提出要加強基礎科學研究，而當前研究對象的複雜性不斷加強，學科交叉是基礎研究的重要方向。系統與複雜性理論是交叉學科研究的重要工具，可以提供科學的研究思路，構建新的研究範式。系統與複雜性理論是理解人類社會文明系統的重要方法，當前社會技術日新月異，對該理論的需求日益旺盛，編者編寫本書以期?磚引玉。
本書主要闡述複雜系統分析的網絡科學理論及其在金融科技系統中的應用。本書內容可以作為高年級本科生以及研究生課程的參考。本書的主編和副主編對全書的內容進行了總的設計和整理。感謝參與本書編寫的各位研究生以及其他合作者，沒有他們的辛苦付出，本書的編寫工作就不能完成。特別感謝潘斌完成第四章 的內容，王雅斐完成第五章 和第六章 的內容，李強完成第七章 和第八章 的內容，魏菊和劉舉勝完成第九章 、第十章 和第十三章 的內容；朱元凱、黃燁和崔漠洋完成第二章 、第三章 、第十一章 和第十二章 的內容。
由於編者水平有限，雖然已經反復校對，但是書中難免會有錯誤，因此熱忱歡迎讀者們將對本書內容的意見和批評及時反饋給我們，以便我們及時更正，提高質量。
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