前言

记得在我8岁生日的时候，父亲给我买了一台胜天9900型号的游戏机，这是当时任天堂红白机类型的游戏机中最好的一种了。于是，《超级玛丽》《魂斗罗》《恶魔城》《赤色要塞》等一干游戏便成了我假期生活的伴侣。游戏玩多了，我便萌生了自己做游戏的想法。说干就干，我找来很多硬纸板，把游戏中的一个个形象画在纸板上，然后把它们剪下来，再用线头或是铁丝把这些零部件串起来——我当时居然想用这些纸板和铁丝来制作一款游戏！结果可想而知，我很快便发现要通过铁丝和纸板搭建游戏是多么荒诞可笑的想法……但是，自己亲手制作游戏这颗种子从那时便埋在了心里。

30多年过去了，在我女儿8岁生日的时候，我终于让她玩上了我自己制作的游戏。这是一个简单而粗糙的《愤怒的小鸟》游戏，但女儿玩得异常开心。制作这个游戏的工具自然不是纸板和铁丝，而是NetLogo。

NetLogo是一款专门用于搭建模拟世界的软件，可以在任何计算机上运行，非常简单易用。我一接触到它，便爱不释手。我可以很快地用NetLogo实现那些酷炫的复杂系统模型和人工智能算法，并通过酷炫的动画来展示这些深奥而复杂的概念。我甚至在北京师范大学开设了“复杂性思维”的课程，专门教本科生掌握复杂性科学的最新知识以及NetLogo的使用方法。

学生们的反馈很好。他们发现，我所讲授的那些概念，如多主体模拟、元胞自动机、动力系统，等等，在NetLogo的演示下都变得异常简单而直观。于是，我在“复杂性思维”课程中增加了越来越多NetLogo的内容。但很快出现了另一个问题，就是我很难平衡复杂性科学和NetLogo这两部分教学内容的比重。有学生向我反馈，要么多讲一些NetLogo的内容，要么多讲一些复杂性科学的内容，每个都讲一点儿，会导致哪个都没有讲透。

于是，在2020年，我开发了一套全新的线上课程，叫作“NetLogo多主体建模入门”，专注于NetLogo的各种操作和语法等技术细节。同时，我的“复杂性思维”课程也变得纯粹了，抛开了NetLogo之后，我便可以增加更多复杂性科学的内容。但这苦了选修这门课的学生，他们选了这门2学分的课，还必须在线修“NetLogo多主体建模入门”，课程内容翻了一倍，相当于选修了一门至少值3学分的课。但我收到的反馈令我诧异，他们很享受这样的安排，并没有抱怨要学那么多东西。绝大多数学生认为，学习NetLogo这样的实操技能让他们收获满满。

与此同时，“NetLogo多主体建模入门”这门课程在集智学园的网站上线之后便受到了广大粉丝的欢迎。我甚至看到有人自发地在知乎等平台为这门课写笔记，推广给更多人。这也难怪，介绍NetLogo的中文学习资料实在太少了。那么，我们该如何进一步扩大这门课程的影响力呢？

2021年伊始，在张爱华、张倩等集智俱乐部小伙伴们的支持下，我们有机会将“NetLogo多主体建模入门”这门线上课程的内容转化为文字，这便有了你手上的这本书。但是，文字与线上课程在表现形式上毕竟有非常大的不同。很多口语化的表达要变成规范的白纸黑字，很多内容和案例需要重写。多亏了张爱华的辛勤努力，以及人民邮电出版社图灵公司编辑张霞的修改建议，本书才得以成型。

本书分成上篇和下篇两个部分。上篇包括第1章到第5章，这一部分的内容非常简单，容易上手，以介绍NetLogo的基本语法和基本概念为主。从第6章开始，便进入了下篇。相比上篇，下篇内容在难度上会有较大的提升。最主要的不同是，下篇除了一如既往地介绍NetLogo的基本操作和语法，还引入了复杂性科学、数学、物理学等领域的大量内容，其中包括概率分布、数值积分、基尼系数、洛伦兹曲线等概念。但是，读者大可不必被这些复杂的概念吓住，因为它们都能落实到一行行NetLogo代码上。从NetLogo层面来看，再高深的概念也仍然不过是区区几行代码而已。然而，一旦跨越下篇的难度障碍，你在NetLogo方面的修为便会有巨大的飞跃。你会发现，有了下篇的功夫，你真的可以随心所欲地搭建自己想要的模型了。

然而，由于成书时间仓促，错误和遗漏在所难免，还望各位读者海涵。

张江

北京西城区

2021年5月23日