本文介绍了《大自然如何运作》一书的内容及其作者的研究成果。作者通过对自然界各个方面的观察和研究，揭示了大自然运作的奥秘，让读者深入了解自然界的规律和美丽。这本书既适合专业人士阅读，也适合普通读者学习。
《大自然如何运作》读后感(篇一)
以什么样的尺度来观察，决定了我们看待大自然（物质）运作（运动）的方式。微观或宏观尺度下，大自然给予我们的物理现象截然不同。即使我们的研究下至微观、上达天体，对于我们生活其中的自然界的复杂性却知之甚少。在自组织临界性发现以前，人们无法对类似地震的灾难事件出现等现象做出合理解释。
《大自然如何运作：关于自组织临界性的科学》（以下简称《大自然如何运作》）作者首次提出了“自组织临界性”概念。在书中他详细介绍了发现“自组织临界性”的研究进程，并且介绍了该规律在自然界现象（社会现象）中广泛的存在，包括“沙滩与地貌”、“地震、星震及太阳耀斑”、生命、大脑，以及经济和交通阻塞中。
为了了解大自然的复杂性是如何产生的，作者进行了一系列论证和思考。作者将有巨大变化的系统称为复杂系统，分析了简单物理定律与复杂大自然（系统）之间的鸿沟，通过对崩塌事件（因微小扰动产生的各种不同大小的响应）的稳态（实验中采用类似耦合扭摆的网络系统）的建模计算，发现该系统在没有任何外力作用下自组织发展到一个临界点。在这个点上，各种大小的崩塌均能出现。“一旦达到这种均衡态，这种‘临界性’就和核链式反应中的临界性类似。”作者如是说。
实验证明，朝着这种临界态演化与这种临界态的建立，仅仅是因为系统中的各个元素间的动力学相互作用，因而是自组织的。作者进一步指出，自组织临界性是目前所知道的产生复杂性的唯一普遍机制。在这个意义，或者说在这种观察尺度下，作者解释了大自然的复杂性是如何产生的，以及为什么是复杂的。
换句话说，大自然的许多广泛的大系统的物理现象，比如地貌的形成，地震的发生，对这些现象标度性的观察的统计分析（即各量级的崩塌数目）都服从某种幂律的数学规律。作者用N(s)=s-t表示。其中指数t近似等于1.1，从座标轴图像上看是一条从左上向右下倾斜的曲线，而该曲线的斜率为1.1。于是从数据上推断，实验中的摆（类似耦合的扭摆）也服从描述地震的古登堡-里克特定理。
《大自然如何运作》介绍了作者关于自组织临界性的发现之旅，以研究进程的方式展现了大自然中的复杂大系统在宏观视角中的一种运作方式，这种运作方式呈现出来的断点般的巨大变化的复杂性的解释，有利于我们更好地认识像灾变等事件。
《大自然如何运作》读后感(篇二)
最近读了一本对我来说特别硬核的书：《大自然如何运作：关于自组织临界性的科学》，科学理论的部分真的看不懂，一度想要弃书。但是经过几位书友的启发和鼓励，我好像找到了阅读这本书的方式。
书中的理论其实和生活的联系，比想象中要近得多。
比如，书中贯穿始终的一个词，“自组织临界性”究竟是什么意思？这是一个关于复杂系统的概念，那么我作为毫无物理学背景知识的一个人如何去理解它呢？
简单来说，就是当一个由很多部分组成的系统，自己组织起来达到一个特别的状态时，哪怕只受到一点小小的干扰，它都可能发生很大的变化。这个特别的状态，就是“临界态”。
书中讲到沙堆模型，这是一个用来说明自组织临界态的形成及特点的物理学模型。临界态就像一堆沙子，沙子一次一粒均匀地落在桌上，形成逐渐增高的一小堆。初始阶段，沙子下落对沙堆整体的影响不大；但当沙堆的高度达到一定程度后，一颗沙子的落下就可能引发整个沙堆的崩塌。
这个模型模拟了一个沙堆的形成和坍塌过程，这就是自组织临界性的一个简单例子。
一个复杂的系统里，哪怕只有一点小变化，都可能给整体带来巨大影响。
这样讲起来其实抽象，但如果将这个理论套用到生活中，想必我们会体会得更深刻。
拿我自己来举例，我的专业是小提琴演奏，如果现在我想练习一首乐曲，首先是把琴弦调整到准确的位置。琴弦调好了以后，我就要熟悉乐谱。左手按弦手指的细微变化、右手持弓运用的力度，还有琴弦的松紧程度，都决定了小提琴每一次发出的声音状态。
如果我想要把乐曲演奏得既准确又好听，我就要反复几百次去尝试，找到那个最佳的“发音点”。
那么我想，这个刚刚好的发音点，也许就是自组织临界性的那个特别状态吧。
因为琴弦就像是一个小小的复杂系统，它由很多部分组成。比如琴弦本身、琴弓、琴轴等。当这些部分配合得刚刚好，琴弦就能发出好听的声音。但如果我轻轻地改变一下琴弦的松紧，或者调整一下琴弓的角度，声音可能就会发生很大变化。
这恰恰就是自组织临界性在小提琴上的一个体现：小小的变化可能带来大的影响。
就像沙堆一样，小提琴的琴弦也有一个临界点。在这个点上，琴弦最容易发出美妙的声音。但如果超过了这个点，声音可能就会变得刺耳难听。同样地，如果还没有达到这个点，声音也可能会显得软弱无力。
所以，自组织临界性这个理论虽然对我来说很难懂，但是把它和小提琴结合起来，就让我找到了另外一种阅读这本书的方式——接纳，并且与自己的生活相结合。
在复杂系统中，有时候小小的调整就能带来大的改变。正如我此刻的心态，当我不再抵触读一本自己驾驭不了的书时，书中对我有帮助的地方好像就会自动来到我眼前。
《大自然如何运作》读后感(篇三)
这本书的标题组合很有趣：将通俗的主标题“大自然如何运作”、深奥的副标题“关于自组织临界学的科学”二者结合，足以见作者将这个复杂、前沿的科学带到大众面前的真诚。不用怕，这本书即使只看懂1/10，就足够有趣和颠覆！
-频繁的小地震是否可以预测大地震的发生？
-脉冲星塌陷的“星震”是否也如此？
-太阳耀斑以什么样的频率和强度爆发？
-如果恐龙大灭绝不是由陨石撞击地球产生的，而是地球内部自发形成的呢？
-大脑“思考”过程中的数以亿计的神经元连接是如何进行的？
-小到股票涨跌、大到经济萧条，脱离均衡是否可以预测？
物理学家一直致力于用简洁的公式来为纷繁的世界寻找背后共通的真理。当学科已经足够细分时，依然有些人不会放弃在更大层面去践行这种“物理学家的终极使命感”：比如可能涵盖以上地球物理、天体物理、生命科学、人类社会层面的“自组织临界学”。
自组织临界其实并不难理解，可以简单解释为：复杂系统在远离平衡的临界态上运作，以崩塌的方式演化——一种关于大自然如何运作的根本性的动力学机制。
这本介绍“自组织临界学”的《大自然如何运作》，结构非常清晰：
-前两章介绍了临界态和自组织临界性的基本原理
-如果不懂也丝毫没关系，第三、四章用“沙堆模型”将上述抽象的理念形象化的展现在大家面前。
-第五-十一章是将这个模型的基本原理应用到上述各领域的衍生模型
——在这种结构下，如果遇到不太懂的地方，完全可以先跳过去往下看，并不太会影响其后的部分。
这本书还贴心的安排了很多学术圈内部的“八卦”，有你进入别人既定势力范围所遭遇的抵触，比如：
-这篇文章曾被坐在我左边的X教授拒绝而不能在《自然》上发表，坐在我右边的Y教授拒绝而不能在《科学》上发表
-他们（玻尔研究所现在的科学家）停滞不前，一直生活在对辉煌历史的怀念中。一些老一辈甚至模仿玻尔抽烟斗的姿势
但也有一些极为美好甚至理想化的存在，比如圣菲研究所：
汤超老师的一句点评我认为非常到位：20世纪的物理学构建了层级结构，每个层次内都有清晰的理论框架。而“自组织临界学”可能具有代表下一阶段物理学的范式价值，值得拭目以待！
