为何纵使有严格的医师培训流程和先进的科学技术，美国每年仍有5万-10万人因医疗错误而丧生？为什么数十亿美元的援助也没能给发展中国家带来真正的发展？为什么一小撮恐怖分子就能向美军发起挑战？为什么美国的教育系统令人如此不满？更重要的是，面对医疗、国际发展、军事冲突、教育等复杂系统中出现的难题，人们该如何摆脱困境？
作者以全新视角展现了如何利用复杂系统理念，来应对人们目前面临的各种复杂挑战。每个人都能从本书诸多实用、有启发性的解困之道中有所收获。

亚内尔·巴尔-扬（Yaneer Bar-Yam），美国新英格兰复杂系统研究所主席，被认为是复杂系统科学领域的奠基人之一，所著《复杂系统动力学》是复杂系统科学的经典教科书。他的研究成果已在物理学、生物学和社会系统等诸多领域得到广泛应用。

中文版序
译者序
概述 解困之道
第一篇 概念
第一章 部分、整体和关系
第二章 模式
第三章 网络和集体记忆
第四章 可能性
第五章 组织中的复杂度和尺度
第六章 进化
第七章 竞争与合作
第二篇 解困
第八章 解决现实中的难题
第九章 军事战争与冲突
第十章 医疗保健Ⅰ：医疗保健系统
第十一章 医疗保健Ⅱ：医疗错误
第十二章 教育Ⅰ：学习的复杂性
第十三章 教育Ⅱ：教育系统
第十四章 国际发展
第十五章 开明进化工程
第十六章 结论
注释和参考文献

1998年，上海科技教育
出版社策划推出了融合科学
与人文的开放式科普丛书“
哲人石丛书”。“哲人石丛书
”秉持“立足当代科学前沿，
彰显当代科技名家，绍介当
代科学思潮，激扬科技创新
精神”的宗旨，致力于遴选
著名科学家、科普作家和科
学史家的上乘佳作，推出时
代感强、感染力深、凸显科
学人文特色的科普精品。25
年来，“哲人石丛书”选题不
断更新，装帧不断迭代，迄
今已累计出版150余种，创
下了国内科普丛书中连续出
版时间最长、出版规模最大
、选题范围最广的纪录。
“哲人石”架起科学与人
文之间的桥梁，形成了自己
鲜明的品牌特色，成为国内
科学文化图书的响亮品牌，
受到学界的高度认可和媒体
的广泛关注，在爱好科学的
读者心中也留下了良好的口
碑，产生了巨大的品牌影响
力。
2018年，在“哲人石丛书
”问世20周年之际，为了让
新一代读者更好地了解“哲
人石丛书”的整体风貌，我
们推出了“哲人石丛书珍藏
版”，遴选20种早期出版的
优秀品种，精心打磨，以全
新的形式与读者见面。珍藏
版出版后反响热烈，所有品
种均在较短时间内实现重印
，部分品种还重印了四五次
之多。读者对“哲人石”的厚
爱，让我们感动不已，也为
我们继续擦亮“哲人石”品牌
确立了信心，提供了动力。
值此“哲人石”诞生25周
年之际，我们决定对“哲人
石丛书珍藏版”进行扩容，
增补8个品种，并同时推出
合集装箱的“哲人石丛书珍
藏版”（25周年特辑），希
望能得到广大读者一如既往
的支持。
上海科技教育出版社
2023年12月10日

2021年诺贝尔物理学奖授予了三位物理学家，以表彰他们“对理解复杂物理系统的开创性贡献”。本书作者亚内尔·巴尔-扬作为美国新英格兰复杂系统研究所主席，被认为是复杂系统科学领域的奠基人之一。
著名物理学家斯蒂芬·霍金曾说：“21世纪将是复杂性科学的世纪。”面对一个愈加复杂的现实世界，面对医疗和教育改革、社会发展、军事冲突中出现的种种困境，我们究竟何去何从，本书带给你答案。
复杂系统科学的入门读物。跟随作者的笔触，突破思维定势，体验一种全新的复杂性思维方式，重塑我们对世界的理解。

在科普的拨乱反正中，
着力开拓国际名著的引进显
然是必由之道。“哲人石丛
书”所做的选择确实带来了
意外的惊喜。其中策划者的
眼力、编者的胆识，还有翻
译者的理解和表达的能力，
令人印象深刻。
——王绶绾（中国科学院
院士）
“哲人石丛书”是目前国
内最重要的科学文化丛书，
这样的出版努力，肯定是会
在中国当代科普图书出版史
上占据重要的一席之地的。
——刘兵（清华大学教授
）
对于做科学史和科学研
究的人来说，科学文化图书
是一个出版舞台，没有这样
一个舞台的话，永远是在学
院派里做事情，不能把它转
化为一种为大众所了解的东
西。“哲人石丛书”提供了这
样一个舞台，它的出版体现
了一种出版情怀和出版责任
。
——吴国盛（清华大学科
学史系主任）

大脑中的模式和社会中人们的互动模式在很多方面都是类似的。大脑中的主要细胞-神经元细胞之间的互动产生了大脑中的模式。这正如在社会中，行为模式源于人与人之间的互动。我们用大脑中的模式来识别并理解自然界中的模式。射入人眼视网膜的光引起大脑中的神经元形成模式，而脑中形成的模式与现实世界的模式之间的关系帮助我们分辨外部世界。当脑中模式和身体的运动模式（比如手脚的运动）相关时，我们就会采取行动。
脑中形成的模式不同于我们在上一章探讨的简单模式。大脑中的基本单元——神经元——不仅仅和其周边的神经元相连，也和相距甚远的其他神经元相连（图3.1）。我们将这种更复杂的连接方式称为网络。
大脑中的神经元有各式各样的形态和行为。在本章中，我们将其行为简化为两种状态：激发态和静息态。神经元通过被称为“突触”的连接来影响彼此。突触分为兴奋性突触和抑制性突触，这和之前讨论的细胞的激活和抑制作用，以及使人们做和他人相同或相反行为的人际影响是类似的。
一个激发态的神经元会使与其通过兴奋性突触相连的神经元更有可能激发（就像细胞的激活作用）。反过来说，一个激发态的神经元会使得与其通过抑制性突触相连的神经元更难以激发（就像细胞的抑制作用）。这样来看，神经元网络的机制和我们在上一章讨论过的动物毛皮图案以及社会影响的模式很相似。主要区别有两个：一是神经元不仅仅与周边的神经元相连；二是兴奋性突触和抑制性突触的空间排列并不像局部激活－远程抑制模型中那样简单明了。尽管如此，我们仍能像讨论某一瞬间细胞的颜色模式那样来讨论某一瞬间神经元的激发模式（图3.2）。不妨将某一时刻的“思绪”设想成所有神经元的激发状态，即神经元的活动模式。记得城市夜晚忽明忽暗的灯光流变吗？如果我们能看清自己的大脑，神经元的活动模式就类似那幅图景。一如动物毛皮图案纹理随着时间推移而变化，随着神经元间的互相影响，它们的激发模式也在不停变幻。
神经元的激发模式同时也和我们周围的世界以及我们自身的行为有关。外部世界的信号被人体的感受器捕捉，继而影响感觉神经元，再影响神经元的激发模式。其中包括通常说的“五感”：视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉。运动神经元的活动作用于肌肉细胞，继而影响人的行动。这意味着，如果我们指定了神经元的活动模式，我们也就（很大程度上）指定了一个人的行为。神经元间的突触有一部分是我们与生俱来的，但个人的经历和记忆也会改变它们——我们就是通过这样的方式学习的。最简单的一种适应性学习被称为赫布印记（Hebbianimprinting）。简单地说，当两个神经元同时处于激发状态，它们间的兴奋性突触就会得到强化，而抑制性突触得到弱化。同时处于静息态的两个神经元之间的突触亦是如此。然而，当两个神经元分处两种不同状态时，其间的抑制性突触会得到强化而兴奋性突触得到弱化。直观上来看，这样的结果就是透过习惯，突触的性质变得和该模式越来越一致。一旦突触被调整到可以强化该模式，就有可能仅仅透过一部分的神经活动来重构整个模式。这个神经活动所留下的印记就变成了记忆。
P18－21