NetLogo多主体建模入门NetLogo建模多主体仿真建模计算机模拟计算机编程语言

本书从大量跨学科、跨*域的实际案例入手，循序渐进地讲解了NetLogo的使用方式、基本语法、设计思想，以及背后的计算机模拟、多主体建模、复杂性科学的基本理念和数理建模的常用方法，*括数值计算、微分方程、动力系统、概率统计等。通过学习，读者可以学会搭建*个人工生命的*、*个人工经济系统，以及*个人工生态系统；通过计算机模拟，读者可以理解大自然的捕食依存关系、病毒传播和疫情暴发的原理，还能对人类社会财富分布*均衡的起源有新的认识。

集智俱乐*（Swarma Club），成立于2003年，是*个从事学术研究、享受科学乐趣的探索者团体，也是*内较早研究人工智能、复杂系统的科学社区之*，倡导以平等开放的态度、科学实证的**，进行跨学科的研究与交流，力图搭建*个中*的“没有围墙的研究所”。编写、翻译过多本科普作品，有《科学的**：漫谈人工智能》《走近2050：注意力、互联网与人工智能》《深度学习原理与PyTorch实战》，译作有《深度思考：人工智能的*点与人类*造力的起点》等。

序* iii

序二　iv

序三　vii

前言　ix

作者简介　xi

第　*章 复杂系统与多主体模拟　2

*.*　如何探索复杂系统　2

*.2　多主体模拟　3

*.3　为什么要学习NetLogo　5

*.4　生命游戏　6

*.5　鸟群模型　9

*.6　财富分布模型　**

*.7　小结　*4

第　2章 小球宇宙：认识NetLogo　*5

2.*　什么是小球宇宙　*5

2.2　搭建宇宙框架　*7

2.2.*　*建小球　*8

2.2.2　让小球动起来　2*

2.2.3　修改宇宙属性　24

2.3　模拟程序的流程图　25

2.4　NetLogo的*点　26

2.5　学习资源　27

2.6　小结　29

第3章　通过“生命游戏”认识patch　30

3.*　什么是生命游戏　30

3.2　认识patch　32

3.3　*建模拟*　32

3.3.*　random-float命令　33

3.3.2　初始化模拟*　33

3.3.3　用patches-own自定义添加patch属性　34

3.4　让生命游戏运转起来　35

3.5　NetLogo 语法的注意事项　39

3.6　小结　4*

第4章　朗顿的蚂蚁　42

4.*　什么是朗顿的蚂蚁　42

4.2　*建蚂蚁　44

4.2.*　turtle的方法与属性　45

4.2.2　random命令　45

4.3　让蚂蚁动起来　46

4.3.*　turtle和patch之间的交互　47

4.3.2　使用tick计时　48

4.4　小结　50

第5章　从羊-草生态系统深入turtle与plot画图　5*

5.*　羊-草生态系统的规则　5*

5.2　初始化羊-草生态系统　53

5.3　添加to go程序　55

5.3.*　add_food　55

5.3.2　turtle_move　56

5.3.3　turtle_breed　57

5.3.4　turtle_die　57

5.4　追踪某*个具体的turtle或者patch的行为　58

5.5　变量的主体　6*

5.6　添加绘图框　6*

5.7　小结　63

第6章　人工经济模型与turtle间的互动　66

6.*　货币转移模型　66

6.2　NetLogo添加*局变量　69

6.3　初始化模拟*　70

6.4　主体之间如何交互　70

6.4.*　transaction子模块　72

6.4.2　变量作用域　73

6.5　使用命令中心　74

6.6　绘制财富分布直方图　76

6.7　小结　78

第7章　文件导出与复杂曲线绘制　79

7.*　人工经济模型回顾及遗留问题　79

7.2　NetLogo导出文件　80

7.3　洛伦兹曲线　85

7.4　用 NetLogo实现洛伦兹曲线　89

7.4.*　绘图语句　90

7.4.2　表示财富分布*端*均衡的折线的绘制　9*

7.4.3　洛伦兹曲线的绘制　92

7.5　小结　94

第8章　使用行为空间做实验　95

8.*　更新人工经济模型的基本规则　95

8.2　程序修改　97

8.3　两种规则下的财富分布对比　99

8.4　基尼系数的定义及程序实现　*00

8.4.*　什么是基尼系数　*00

8.4.2　基尼系数的计算方法　*0*

8.4.3　基尼系数的程序实现　*0*

8.5　参数变化对财富分布*均衡性的影响　*05

8.6　使用行为空间做重复实验　*06

8.7　小结　**0

第9章　透过人工鸟群模型Boids学习list的使用　***

9.*　人工鸟群模型Boids　**2

9.2　矢量以及矢量运算的基本知识　**3

9.2.*　矢量的加法　**4

9.2.2　矢量的减法　**4

9.2.3　矢量的数乘　**5

9.3　Boids模型需要的矢量运算　**6

9.3.*　靠近力　**8

9.3.2　对齐力　**9

9.3.3　斥力　**9

9.3.4　合力　*20

9.4　让Boids动起来　*2*

9.5　NetLogo的列表——list　*22

9.6　Boids模型程序实现　*24

9.7　小结　*28

第　*0章 用link建模网络动力学　*29

*0.*　病毒传播SIR模型　*29

*0.2　构建网络拓扑结构　*3*

*0.3　NetLogo中的link对象　*3*

*0.4　SIR模型搭建　*32

*0.5　SIR模型代码实现　*33

*0.5.*　给turtle设置state属性　*34

*0.5.2　to setup代码块　*35

*0.5.3　setup-network函数　*35

*0.5.4　to go代码块　*38

*0.6　参数变化对模拟结果的影响　*39

*0.7　SIR模型的弊端与*标度网络　*4*

*0.8　改进网络模型　*42

*0.9　修改程序实现改进的网络模型　*42

*0.*0　小结　*44

第　**章 重访羊-草模型与系统动力学建模　*45

**.*　多主体建模的弊端　*45

**.2　羊-草的系统动力学模型　*45

**.2.*　代数求解羊-草的系统动力学模型　*46

**.2.2　用计算机求解羊-草的系统动力学模型　*47

**.3　系统动力学建模工具求解微分方程　*48

**.4　让羊-草模型运行起来　*5*

**.5　重新构建羊-草生态系统　*52

**.5.*　用流-存的方法建模　*53

**.5.2　羊-草生态系统模型的动力学方程　*53

**.6　羊-草生态系统模型的系统动力学搭建　*54

**.7　调试羊-草生态系统模型　*57

**.7.*　如何设定各个参数的数值　*58

**.7.2　设置dt取值　*58

**.8　更*般的微分动力系统　*60

**.9　小结　*60

结束语　*62

后记　*65