Think Complexity. Complexity Science and Computational Modeling (version 2.6.2)

Contents......Page 3
Preface......Page 9
Complexity Science......Page 14
The changing criteria of science......Page 16
The axes of scientific models......Page 17
Different models for different purposes......Page 19
Complexity engineering......Page 20
Complexity thinking......Page 21
What is a graph?......Page 23
NetworkX......Page 25
Random graphs......Page 28
Generating graphs......Page 29
Connected graphs......Page 30
Generating ER graphs......Page 32
Probability of connectivity......Page 34
Analysis of graph algorithms......Page 36
Exercises......Page 37
Stanley Milgram......Page 39
Watts and Strogatz......Page 40
Ring lattice......Page 42
WS graphs......Page 44
Clustering......Page 45
Shortest path lengths......Page 47
The WS experiment......Page 48
What kind of explanation is that?......Page 50
Breadth-First Search......Page 51
Dijkstra's algorithm......Page 53
Exercises......Page 55
Social network data......Page 58
WS Model......Page 61
Degree......Page 62
Heavy-tailed distributions......Page 64
Barabási-Albert model......Page 66
Generating BA graphs......Page 68
Cumulative distributions......Page 70
Explanatory models......Page 73
Exercises......Page 74
A simple CA......Page 77
Wolfram's experiment......Page 78
Classifying CAs......Page 79
Randomness......Page 81
Determinism......Page 82
Spaceships......Page 83
Universality......Page 86
Falsifiability......Page 87
What is this a model of?......Page 88
Implementing CAs......Page 90
Cross-correlation......Page 92
CA tables......Page 94
Exercises......Page 95
Conway's GoL......Page 98
Conway's conjecture......Page 101
Realism......Page 103
Instrumentalism......Page 104
Implementing Life......Page 106
Exercises......Page 108
Diffusion......Page 110
Reaction-diffusion......Page 112
Percolation......Page 116
Phase change......Page 117
Fractals......Page 120
Fractals and Percolation Models......Page 122
Exercises......Page 123
Critical Systems......Page 125
Sand Piles......Page 126
Implementing the Sand Pile......Page 127
Heavy-tailed distributions......Page 131
Fractals......Page 133
Pink noise......Page 137
The sound of sand......Page 138
Reductionism and Holism......Page 140
SOC, causation, and prediction......Page 143
Exercises......Page 144
Agent-based models......Page 146
Schelling's Model......Page 147
Implementation of Schelling's model......Page 148
Segregation......Page 150
Sugarscape......Page 152
Wealth inequality......Page 155
Implementing Sugarscape......Page 156
Migration and Wave Behavior......Page 159
Emergence......Page 160
Exercises......Page 162
Traffic jams......Page 164
Random perturbation......Page 168
Boids......Page 169
The Boid algorithm......Page 170
Arbitration......Page 173
Emergence and free will......Page 174
Exercises......Page 176
Evolution......Page 177
Simulating evolution......Page 178
Fitness landscape......Page 179
Agents......Page 180
Simulation......Page 181
No differentiation......Page 182
Evidence of evolution......Page 183
Differential survival......Page 186
Mutation......Page 187
Speciation......Page 190
Summary......Page 193
Exercises......Page 194
Evolution of cooperation......Page 195
Prisoner's Dilemma......Page 196
The problem of nice......Page 197
Prisoner's dilemma tournaments......Page 199
Simulating evolution of cooperation......Page 200
The Tournament......Page 202
The Simulation......Page 204
Results......Page 206
Conclusions......Page 209
Exercises......Page 211
Reading......Page 213