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| 編輯推薦： |
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复杂性科学是当代科学发展的重要前沿领域之一，具有非线性、自组织性、涌现性以及不确定性等特征，与艺术有着天然的联系。本书系统介绍了复杂性科学，并在此基础上结合科学与艺术的关系，详细分析复杂性科学与艺术的共鸣，解析复杂性科学带来的诸多艺术形态。本书稿是自然科学与人文学科相结合的著作，充分体现了“科技 文化 艺术”的理念。
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| 內容簡介： |
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本书系统介绍了大自然的复杂属性和复杂性科学，在此基础上对复杂性科学与艺术的共鸣进行了论述，进而解析了复杂性科学带来的ＢＺ艺术、图灵艺术、生物艺术、ＡＩ艺术、分形艺术等新的艺术形态，还介绍了模糊美学、认知神经美学等基于自然科学的美学理论。本书是自然科学与人文学科相结合的著作，体现了“科技＋文化＋艺术”的理念。本书可供相关科研人员、高校学生和对科学与艺术感兴趣者阅读。
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| 關於作者： |
范红亚，哲学硕士，河北省文化与旅游研究院助理研究员，主要从事《大舞台》杂志的编辑、文艺评论以及艺术理论的研究。河北省三三三人才第三层人选，2023年入选中共河北省委宣传部、河北文联中青年文艺人才培养“燕赵秀林计划”。参编著作3部，发表论文20多篇，所撰写论文多次获得河北文艺评论奖，多次获田汉戏剧奖。
袁国勇，河北师范大学物理学院教授，主要从事非线性与生物物理研究。2005年在中国工程物理研究院获得博士学位。在 Physical Review E、Europhysics Letters、Nonlinear Dynamics等国内外重要杂志上以第一作者或通信作者发表 SCI 收录论文 40 余篇。主持国家自然科学基金青年项目 1项，主持国家自然科学基金理论物理专项 1 项，省级项目多项。出版专著《螺旋波动力学及其控制》（《中国工程物理研究院科技丛书》。
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| 目錄：
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第一章 大自然的复杂性与艺术的自然观 １
第一节 大自然的非线性与复杂性 １
一、宇宙中的复杂现象 ２
二、生物系统的复杂性 ４
三、大自然的混沌运动 ６
四、大自然的分形———上帝的指纹 ９
五、奇妙的水波———孤立子 １１
六、复杂系统的特征———天空中的雪崩 １１
第二节 展示大自然奥秘的非线性模型 １３
一、虫口模型 １４
二、传染病模型 １６
三、斑图的数学模型 １８
第三节 自然与艺术 １９
一、从自然到艺术 １９
二、艺术的自然观 ２０
三、艺术与设计中的自然方法 ２４
第二章 复杂性科学与艺术创作的复杂性 ２６
第一节 与复杂性科学相关的诺贝尔奖 ２６
一、１９７７年诺贝尔化学奖 ２６
二、２０２１年诺贝尔物理学奖 ２８
三、其他与复杂性相关的诺贝尔奖 ３１
第二节 复杂系统与复杂性科学 ３２
一、复杂系统与复杂性的定义 ３２
二、复杂性科学的发展历程 ３３
第三节 非平衡斑图 ３６
一、非平衡斑图动力学 ３６
二、生物体中的非平衡斑图 ３９
第四节 复杂系统的网络方法 ４０
一、七桥问题 ４１
二、复杂网络模型 ４２
第五节 人文社会科学的复杂性 ４３
一、社会的复杂性 ４３
二、艺术创作的复杂性 ４５
第三章 复杂性科学与艺术的共鸣 ４８
第一节 科学与艺术的关系 ４８
一、科学之美与科学中的艺术 ４８
二、艺术中的科学 ５７
三、科学与艺术的融通 ６６
四、现代科技背景下艺术的发展 ７１
五、混沌与艺术 ７６
第二节 艺术与涌现 ７８
一、涌现及其相关理论 ７８
二、复杂系统中的涌现 ７９
三、作为艺术的涌现 ８０
第三节 艺术与对称性破缺 ８４
一、物理学中的对称性破缺 ８５
二、生命系统中的对称性破缺 ８７
三、复杂系统与对称性破缺 ８８
四、艺术作品中的对称性破缺 ８９
第四章 耗散结构与犅犣艺术、图灵艺术 ９６
第一节 普利高津及其耗散结构理论 ９６
第二节 ＢＺ反应与ＢＺ艺术 ９７
一、ＢＺ反应的发现 ９７
二、ＢＺ反应与耗散结构理论 ９９
三、ＢＺ艺术 １０１
第三节 图灵斑图与图灵艺术 １０３
一、动物皮肤上的图灵斑图 １０３
二、图灵斑图的形成机制 １０５
三、实验室中的图灵斑图 １０８
四、图灵艺术 １１０
第四节 模糊美学 １１１
一、自然中的不确定、模糊性 １１２
二、艺术中的模糊美 １１４
三、耗散结构理论对模糊美学的影响 １１９
四、模糊数学与模糊美 １２０
第五章 分形艺术 １２２
第一节 大自然中的分形 １２２
一、分形几何———科学与艺术的完美结合 １２２
二、分形的呈现形式 １２６
三、人工分形的结构 １２９
四、有规分形与无规分形 １３０
五、分形的特性与描述 １３２
第二节 音乐的分形结构与分形音乐 １３３
一、音乐中的分形结构 １３３
二、音乐中的分形维数 １３５
三、分形音乐 １４１
第三节 分形绘画 １４２
一、美术作品中的分形 １４２
二、波洛克作品分析 １４３
三、中国山水画中的分形特征 １４９
四、分形绘画创作 １５１
五、分形书法 １５３
第四节 其他艺术领域中的分形 １５６
一、影视作品中的分形 １５７
二、建筑中的分形 １５９
三、分形装饰与分形设计 １６０
四、艺术作品中分形的分析 １６４
第五节 分形美学 １６６
第六章 生物艺术与计算机艺术 １６９
第一节 生物艺术与人工生命艺术 １６９
一、生物艺术作品 １６９
二、生物艺术的内涵 １７１
三、人工生命艺术 １７３
第二节 计算机艺术 １７６
第七章 认知神经美学 １７９
第一节 脑科学与脑计划 １７９
一、脑科学 １７９
二、脑计划 １８２
第二节 认知神经美学简介 １８４
一、艺术的神经美学阐释 １８４
二、认知神经美学的发展历程 １８６
三、认知神经美学的研究工具 １８８
四、认知神经美学理论 １８９
五、美感的物质基础 １９１
第三节 认知神经美学在艺术创作中的应用 １９５
一、音乐审美的脑神经机制与音乐神经美学 １９５
二、绘画审美的脑神经机制与ＡＩ绘画 １９９
三、文学审美的脑神经机制与ＡＩ文学创作 ２０６
参考文献 ２１２
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| 內容試閱：
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英国著名物理学家霍金(Stephen Hawking)曾预言：21世纪是复杂性科学的世纪。复杂是自然界的普遍特性，研究大自然、社会经济以及组织、管理、思维、认知等各种复杂现象的共性的科学称为复杂性科学。
复杂性科学兴起于20世纪80年代，创办于1984年的美国圣菲研究所就是复杂性科学的重要发源地与研究中心之一。21世纪以来，科学前沿的系统性、复杂性挑战日趋显著，复杂性科学思想也日益渗透到哲学、艺术、人文社会科学领域。2021年，日本气象学家真锅淑郎(SyukuroManabe)、德国气象学家哈塞尔曼(Klaus Hasselmann)和意大利理论物理学家帕里西(Giorgio Parisi)因“为我们理解复杂物理系统所做出的开创性贡献”而获得诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖评委会认为，如今物理学正在朝着更复杂、更系统的方向转化，而这3位科学家则是在这一转化过程中做出了巨大贡献的先驱者。
科学充满理性，艺术则更侧重于感性，科学与艺术看似泾渭分明，实则相通相融。法国作家福楼拜(Gustave Flaubert)曾说：“科学和艺术在山麓分手，回头又在顶峰汇聚。”诺贝尔物理学奖获得者、美籍华裔物理学家李政道说：“科学与艺术是一个硬币的两面，谁也离不开谁。”许多科学家都有很深的艺术修养，艺术上的修养开拓了他们的科学创新思维。例如，钱学森不但是伟大的科学家，而且在音乐戏曲、诗词歌赋、书法以及绘画等诸多方面都有着很深的造诣。他曾说过：“一个有科学创新能力的人不但要有科学知识，还要有文化艺术修养。”
科学技术也会改变艺术创作和艺术的表现力，意大利的达·芬奇(Leonardo da Vinci)就是一个懂科学的画家，他在数学、物理、生物学、医学、地质学以及建筑学等诸多领域都卓有成就，有人称他为近代生理解剖学的始祖。达·芬奇认为绘画也是一门科学，画家应该学习几何、透视、比例、解剖与光学等自然学科的知识与方法，为绘画服务。他的绘画作品中处处展示着科学的魅力。
科学技术的发展极大地扩展了人们的视野和认识理念，艺术家开始深入到只有借助显微镜、望远镜才能看见的微观、宇观等领域。法国艺术家布朗(Rogan Brown)通过错综复杂的纸艺雕刻，将小到只能借助显微镜才能看见的微生物变成巨幅纸雕，重现微观世界的惊人之美。西班牙超现实主义画家达利(Salvador Dali)对科学极感兴趣，他的著名作品《永恒的记忆》就是对物理学家爱因斯坦(Albert Einstein)相对论的艺术表达。
艺术来源于自然。大自然懂得利用一些简单规则形成复杂的结构，分形几何以及随机分形理论就是描述大自然复杂结构的理论，它们经常被用来模拟自然物。艺术往往蕴含着分形的思想，例如莫扎特和巴赫的许多作品都具有分形结构的特点。我国的古琴音乐也是如此。
复杂系统的一个重要特征是“整体大于部分之和”，也就是说复杂系统能涌现出许多新的现象、性质，甚至包括智能。从复杂性科学视角看待当代艺术，艺术就是一种涌现，而且对艺术的审美体验也是意识与艺术共同涌现完成的。新行为的涌现往往是由于对称性破缺导致的。艺术也钟爱对称性与对称性破缺，对称性包含均衡、和谐、整洁、庄严和简约等美学元素，对称性破缺则代表一种打破常规、多样性和异质性的美，正如有人认为断臂的维纳斯更美。
复杂性科学的发展催生了许多新的艺术形态，如生物艺术、图灵艺术、BZ艺术、分形艺术、混沌艺术、生成艺术以及实验中制作的艺术等。大脑是自然界中最神奇、最复杂的系统之一，深深吸引着科学家。各国相继启动了人类脑计划，它是继人类基因组计划后，又一国际性科研大计划。美存在于观看者的神经系统之中，神经美学作为一个全新的领域正在探索着艺术与大脑的关系，与艺术创作、艺术欣赏相关的脑区、功能网络也在逐渐地被揭示。与此同时，人工智能艺术也在迅猛发展，利用算法生成的艺术作品可与人工作品相媲美。人工智能的应用也越来越广泛，普通人似乎也能成为艺术家。
本书是一本自然科学与人文科学相结合的著作，也可以作为中小学生及大众的科普读物。第一章主要讨论大自然的非线性属性与复杂性，介绍艺术自然观的一些表述，浅谈艺术与设计中的自然之法；第二章从诺贝尔奖谈起，介绍复杂系统与复杂性科学，并重点描述非线性科学、非平衡动力学与复杂网络，阐述艺术创作的复杂性；第三章首先论述科学与艺术的关系，讨论复杂性科学与艺术中的涌现以及对称性破缺；第四章主要讨论基于耗散结构的BZ艺术、图灵艺术，介绍模糊美及模糊美学；第五章主要讨
论分形艺术；第六章介绍了生物艺术及计算机艺术；第七章首先介绍脑科学与脑计划，并在此基础上讨论了认知神经美学及其在艺术创作中的应用，也阐述了AI艺术的发展情况及未来前景。范红亚撰写了第一、三、四、五、六、七章，袁国勇撰写了第二章。
[本书得到了河北省自然科学基金(A2020205010)与河北省教育厅科学研究项目(ZD2020186)的资助。]
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