1第一章计算机模拟与系统复杂性

1.3模型与科学认识5
原型 系统
以某种观点进行抽象或简化 同态映射
模型
反映更深地认识
结论
实验模拟用工具 求解
图1.1 模型与原型
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《复杂系统建模与仿真》中国人民大学出版社 方美琪 张树人
1.4计算机模型与模拟VS传统模型 方法
数学方法所建立的数学模型可能是代数 方程、代数方程组、微分方程、微分方 程组、偏微分方程等等。这些方程的建 立是以实验定律为基础的
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1.2计算机在认知过程各环节中的作用3
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1.3模型与科学认识
如果从模型的角度解读科学体系，则科 学理论可看作一簇与经验同构的模型 “同构”是指理论与客观对象之间的数 学关系和物理关系 模型的优势在于——除部分地包括对实 际观察到的现象描述外，还可以包含许 多非实在因素对应的结构 可以致力于模拟，也可以致力于构造
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1.4计算机模型与模拟VS传统模型 方法2
计算机模拟是一门与数学、系统科学、 人工智能等学科密切相关的综合性、实 用性的技术学科，它不仅需要一般的计 算机模拟的知识，而且需要有关研究实 体系统的专门知识
1第一章计算机模拟与系统复杂性
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本章要求
学完本章后要求掌握以下知识点 理解计算机建模在复杂性系统研究中的必要性 与重要性。 理解计算机模拟在方法论中的地位与作用。 掌握复杂系统的基本概念，人类对于复杂系统 认识的发展过程。 区分什么是复杂系统、什么是复杂的系统，理 解系统复杂性。
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1.3模型与科学认识2
人类认识的过程可看作是建立模型并不 断修正模型的过程 作为人类认识世界的基本方法，“模型 ”是对认识对象所作的一种简化的描述 ，是对原型进行模拟所形成的特定样态 模型 = 概念模式（含公共知识） + 个体 观察 + 抽取和筛选 + 架构 + 修订
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1.3模型与科学认识3
模型的分类 1物质模型 2思维模型
– 2.1形象模型，唯象模型 – 2.2 符号模型
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1.1模型法在认知方法论中的地位2
人类对世界的探索过程，就是建立各 种知识表示的过程，就是人类知识 积累的过程，也是建立和修正各种 现实世界的代替物同态模型/不完整 的理论或语言的过程
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传统建摸方法的问题
近代科学使用的各种建模方法普遍 存在以下几个缺点： ——宏观和微观的割裂。 ——状态和过程的割裂。 ——难以描述反映非线性过程。 ——忽视个体或元素的主动性
大纲
第一节.作为认知方法论的计算机模拟
– 1.1 模型法在认知方法论中的地位 – 1.2 计算机模型与模拟 – 1.3 模型与科学认知 – 1.4计算机模型与模拟VS传统模型方法
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1.1模型法在认知方法论中的地位
认知科学：知识的发现和表示遵循的五个 规则
1. 知识表示是现实世界的代替物 2. 知识表示是现实世界的同态模型 3. 知识表示是不完整的理论（抽象） 4. 知识表示是用于思维的计算环境 5. 知识表示是一种模型化的描述语言
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模型的动机
1.解释和理解 世界；日心学、地心学、 天圆地方，血液循环模型 2.预测；浑天地动仪，天气和地震预报数 学模型 3.控制 ：改造和控制认知对象；基因模 型与基因改造 4.创造：技术理性和工具的需要；车轮、 飞机、电脑
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1.3模型与科学认识4
模型与简化 简化不是复杂系统去复杂性的简单化 根据系统性质的重要性寻找典型性指标 ，降低观测、计算和分析成本，在可计 算能力的范围内得到关于系统的近似逼 近。 系统简化后仍然可以是复杂系统
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《复杂系统建模与仿真》中国人民大学出版社 方美琪 张树人
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1.2计算机模型与模拟1
计算机，作为一种划时代的新工具，其 特殊性在于它是对人类思维和创造过程 的一种模仿。
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1.2计算机模型与模拟 2
计算机，作为一种划时代的新工具，其特殊 性在于它是对人类思维和创造过程的一种模 仿。 计算机的硬件相当于认知器官的模拟，而各 种软件则是对人的思维和创造过程的模仿。 相关模型：人工生命Alife；电子细胞e-Cell ；人工社会SecondLife（虚拟社会网络游戏 ）
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大纲
第一节.作为认知方法论的计算机模拟 第二节.超越还原论，复杂系统科学与复 杂思维方式 第三节.复杂适应系统理论
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