کتاب The Nature of Code

طبیعت کد: راهنمای شبیه‌سازی سیستم‌های طبیعی با برنامه‌نویسی

آشنایی با کتاب

کتاب طبیعت کد، نوشته دنیل شیفمن، راهنمایی جذاب برای برنامه‌نویسان و طراحانی است که می‌خواهند با استفاده از مفاهیم ریاضی و فیزیکی، سیستم‌های طبیعی را در دنیای دیجیتال شبیه‌سازی کنند. این کتاب با تمرکز بر استراتژی‌ها و تکنیک‌های برنامه‌نویسی، از مفاهیم پایه ریاضیات و فیزیک تا الگوریتم‌های پیشرفته، شما را در ساخت شبیه‌سازی‌های پیچیده و بصری هدایت می‌کند. مثال‌های کتاب با زبان متن‌باز Processing (مبتنی بر جاوا) نوشته شده‌اند و در وب‌سایت کتاب (http://www.natureofcode.com) به‌صورت تعاملی در حالت جاوااسکریپت قابل‌اجرا هستند.

چرا این کتاب را بخوانید؟

چگونه می‌توان ویژگی‌های غیرقابل‌پیش‌بینی و تکاملی طبیعت را در نرم‌افزار ثبت کرد؟ این کتاب با آموزش اصول ریاضیاتی پشت دنیای فیزیکی، به شما کمک می‌کند تا دنیای دیجیتال خلاقانه‌ای بسازید. از ساخت یک موتور فیزیک ساده تا ایجاد اشیاء متحرک هوشمند و سیستم‌های پیچیده مانند اتوماتای سلولی و الگوریتم‌های ژنتیک، این کتاب شما را برای آزمایش‌های پیشرفته در طراحی مولد (Generative Design) آماده می‌کند. مثال‌های عملی و تعاملی، یادگیری را برای برنامه‌نویسان در هر سطحی جذاب و کاربردی می‌کنند.

ویژگی‌های کلیدی کتاب

بخش اول: مبانی و مفاهیم پایه

• تصادفی بودن: درک و پیاده‌سازی رفتارهای تصادفی در شبیه‌سازی‌ها.

• بردارها: استفاده از بردارها برای مدل‌سازی حرکت و جهت.

• نیروها: شبیه‌سازی نیروهای فیزیکی مانند گرانش و اصطکاک.

• نوسان: مدل‌سازی حرکت‌های نوسانی مانند موج و پاندول.

بخش دوم: سیستم‌های پیچیده

• سیستم‌های ذره‌ای: ایجاد سیستم‌های پویا با ذرات تعاملی.

• عامل‌های خودمختار: طراحی اشیاء هوشمند با رفتارهای مستقل.

• کتابخانه‌های فیزیک: استفاده از ابزارهای موجود برای شبیه‌سازی‌های پیشرفته.

بخش سوم: الگوریتم‌های طبیعی

• اتوماتای سلولی: شبیه‌سازی سیستم‌های خودسازمان‌ده با قوانین ساده.

• فرکتال‌ها: ایجاد الگوهای پیچیده و تکرارشونده.

• محاسبات تکاملی: استفاده از الگوریتم‌های ژنتیک برای بهینه‌سازی.

• شبکه‌های عصبی: اصول پایه یادگیری ماشین در شبیه‌سازی‌ها.

• نورو-تکامل: ترکیب شبکه‌های عصبی و الگوریتم‌های تکاملی.

پیوست

• طراحی موجودات: راهنمای عملی برای خلق موجودات دیجیتال.

کاربردهای عملی

این کتاب با مثال‌های کد نوشته‌شده در Processing، شما را در ساخت شبیه‌سازی‌هایی مانند سیستم‌های ذره‌ای، موجودات خودمختار و الگوهای فرکتالی هدایت می‌کند. از مدل‌سازی حرکت‌های طبیعی مانند پرواز پرندگان تا شبیه‌سازی تکامل با الگوریتم‌های ژنتیک، این کتاب ابزارهای لازم برای خلق دنیای دیجیتال الهام‌گرفته از طبیعت را ارائه می‌دهد. وب‌سایت کتاب امکان اجرای تعاملی مثال‌ها را فراهم می‌کند و یادگیری را برای کاربران تقویت می‌کند.

درباره فناوری

این کتاب بر زبان Processing تمرکز دارد که یک محیط توسعه متن‌باز و مبتنی بر جاوا است و برای هنرمندان، طراحان و برنامه‌نویسان طراحی شده است. مثال‌ها همچنین در حالت جاوااسکریپت (P5.js) قابل‌اجرا هستند و با ابزارهای مدرن مانند Unity و WebGL سازگارند.

مخاطبان کتاب

این کتاب برای برنامه‌نویسان، هنرمندان دیجیتال و طراحانی مناسب است که می‌خواهند شبیه‌سازی‌های طبیعی را با برنامه‌نویسی خلق کنند. دانش پایه در برنامه‌نویسی (ترجیحاً جاوا یا جاوااسکریپت) برای درک بهتر محتوا مفید است، اما مثال‌های تعاملی کتاب برای مبتدیان نیز قابل‌فهم هستند.

درباره نویسنده

دنیل شیفمن، استاد و متخصص در برنامه‌نویسی خلاق، با تجربه گسترده در آموزش و توسعه پروژه‌های متن‌باز، مفاهیم پیچیده را با زبانی ساده و مثال‌های جذاب ارائه کرده است.