大自然如何运作

作者简介

帕·巴克（Per Bak，1948—2002），丹麦著名物理学家，曾任职于美国布鲁克海文国家实验室（BNL）、丹麦玻尔研究所和伦敦帝国理工学院等。 译者 李炜，华中师范大学物理科学与技术学院教授，德国洪堡学者，德国马克斯-普朗克研究所访问学者。 蔡勖，华中师范大学物理科学与技术学院教授，国家973计划专家咨询组成员。曾任华中师范大学副校长，湖北大学校长。

内容简介

致中国读者 为什么我们所处的世界如此复杂，而物理规律却如此简单？ 为什么大爆炸导致复杂性不断增加，让地球上有了生命，产生了具有大脑的人类，最终形成了复杂的社会，而不是像通常的爆炸那样产生一些简单的气体粒子？我们在21 世纪将要面临这样的重大问题。 关于自组织临界性（SOC）的科学表明，复杂系统在远离平衡的临界态上运作，以阵发的、混沌的、类似崩塌的形式演化，并不像通常以为的那样遵循一种平缓的、渐进的演化方式。地震、大灭绝，还有人类的工业革命和社会变革，都是这样的崩塌式演化。 这个理论是由汤超、库尔特·维森费尔德和我本人于十多年前提出来的，并且已被广泛应用于诸如太阳耀斑、火山爆发、经济学、生物演化、湍流，以及传染性疾病如麻疹的传播等现象中。那时以来，已有成千上万篇关于这个理论的学术论文陆续发表。 用来模拟这些千变万化的现象的模型是如此简单，以至于几乎每个人只需凭直觉就能推测出模型所能展现的行为。沙堆模型展现了一堆沙中崩塌的形成。生物演化模型展现了有着相互作用的生态系统的演化。只要有一台PC 机，你就能够通过编程来领会由简单的局域相互作用导致有组织的整体动力学的原理。 我非常激动地看到我的书已经被翻译成中文。我十分感谢蔡勖教授和他的学生李炜，因为从我的朋友及同事汤超教授那里得知，他们为这本书的付梓做了大量杰出的工作。复杂性科学还处于萌芽阶段，但我打心底里相信它将是21 世纪的科学。我真诚希望这本书能够激发中国的广大读者，尤其是青年朋友们对这个新奇领域的兴趣，因为他们是这个不断进步着的、伟大的、前程远大的东方民族的精髓和希望所在。 自组织临界性不是复杂性的全部，但它或许打开了通向复杂性科学的第一扇大门！ 帕·巴克 2000 年元旦 于哥本哈根，玻尔研究所 丹麦物理学家帕·巴克教授的《大自然如何运作》从简单的沙堆模型起笔，以生动的笔触和鲜活的故事展现了科学大厦构建的过程，为我们呈现了科学之美：大自然如此纷繁复杂，而物理规律却可以如此简单优美。当学科分化越细碎之时，越要求我们拥有交叉的视野和思维。书中所呈现的物理规则的广泛适用性，也让我们看到了学科交叉的可能性及其深度和广度。 ？ 北京大学讲席教授、首都医科大学校长 饶毅 《大自然如何运作》讲述了一个浪漫、充满童真的话题。从长岛海滨到桑格雷- 德克里斯托山脉脚下的圣菲研究所，作者帕·巴克博士将一次次长谈和心灵碰撞娓娓道来，试图为错综复杂的大千世界理出普适的规则，周而复始，却从不重复。科学的真谛是创建可以预测未来的理论，而简单沙堆模型的计算却给出了每次不同的答案，就像出现了若干平行宇宙，这到底是怎么一回事？在这本书中，年轻的朋友们将学习玩具模型的构建和分析，邂逅不断奔跑的“红皇后”，迈步走出纳什均衡的困局，尽情享受复杂世界的韵律？自组织临界。 ？ 西湖大学讲席教授 汤雷翰