『新しい種類の科学』（A New Kind of Science）は、スティーブン・ウルフラムが書いたベストセラー[1]で、2002年に出版された。この本には、セル・オートマトンなどの計算システムの経験論的でしかもシステマティックな研究が含まれている。ウルフラムはこれらのシステムを「simple programs（単純なプログラム）」と呼び、科学的な哲学と単純なプログラムの研究にふさわしいメソッドが他の科学分野でも重要であると論議する。
内容
計算とそれが意味するもの

「A New Kind of Science」 (「NKS」) の命題は2つある。1つは計算の性質は実験的に探究されなければならないということで、もう1つは、これらの実験の結果がデジタルであると考えられる自然界を理解するのに大変重要であるということである。1930年代に計算が結晶化されて以来、主に2つの考え方がこれに携わってきた。計算を使って実践的なシステムを構築しようとする工学と、計算についての定理を証明しようとする数学がそうである。しかし、1970年代に入ってもまだ、計算は数学、工学、実験的伝統の岐路に立っていると考えられていた[2][3]。

ウルフラムは、計算そのものを経験論的に調べるという3つ目の考え方を導入し、まったく新しいメソッドがそれには必要だと説いている。ウルフラムによると、伝統的な数学は、彼が調べたシステムで見られる複雑性を実質的に説明するのには十分ではない。
単純なプログラム

ウルフラムの「new kind of science（新しい種類の科学）」は基本的には、単純で抽象的な規則、主に初等コンピュータプログラムの研究である。ほとんどどのような計算システムにおいても、最も単純なものの中に大変複雑なものを見付けることができる。これはシステムのコンポーネントとその設定の詳細にかかわらず、真であるようだ。本書で探究されるシステムには、1次元、2次元、3次元のセルラーオートマトン、 移動オートマトン、1次元と2次元の チューリングマシン、さまざまな種類の置換とネットワークシステム、原始帰納的関数、ネストした帰納的関数、 コンビネータ、タグシステム、レジスタマシン、回文数等がある。単純なシステムとは以下の条件を満たすものである。
その操作を単純なグラフィックスによる例示で完全に説明できる。

自然言語であれば数文で完全に説明可能である。

プログラミング言語であれば数行のコードでコンピュータに実装できる。

可能な種類の数が少なく、すべて計算することができる。

単純なプログラムは、非常に単純で抽象的なフレームワークを持っていることが一般的である。単純なセルラー・オートマトン、チューリングマシン、コンビネータはそのようなフレームワークの例であるが、より複雑なセルラー・オートマトンは必ずしも単純なプログラムではあるとは限らない。新しいフレームワークを、特に自然のシステムの操作を捉えるために、発明することも可能である。単純なプログラムが素晴らしいのは、その大きな部分において、非常に複雑なものを作成することができる点である。プログラムのほとんどどのようなクラスでも可能な種類のものを列挙するだけで、予期しないようなおもしろいことを行う例をすぐに得ることができる。このことから、「プログラムがそのように単純なのであれば、複雑なものは一体どこから来たのだろう？」という疑問が出てくる。ある意味で、プログラムの定義には、プログラムで可能なことすべてを直接コード化するだけの十分なスペースはない。このため、単純なプログラムは、創発の最小の例と見なすことができる。この現象を論理的に考えると、プログラムのルールの詳細がその動作とほとんど直接関係しないのであれば、単純なプログラムを特定の動作を行うように直接仕向けることは非常に難しいと言える。もう1つの方法としては、単純で全体的な計算フレームワークを設計してから、力まかせ探索を可能なコンポーネントすべてに対して行い、最良のマッチを見付ける方法がある。

単純なプログラムで驚くべき範囲の動作が可能である。そのうちのいくつかは、汎用コンピュータであることが分かっている。熱力学の動作、 連続体力学の動作、保存量、パーコレーション、バタフライ効果等伝統的な科学で慣れ親しんだ特性を示すものもある．それらは、交通量、物質破壊、結晶成長, 生体成長、および社会学, 地質学、生態学の様々な現象をモデル化するのに使われている。単純なプログラムのもう1つの特徴は、本書によると、これらのプログラムをより複雑なものにしても、その全体的な複雑性にはほとんど影響しないということである。「NKS」は、このことが単純なプログラムでも殆どどのような複雑系の本質を捉えるのに十分である証拠だと主張している。
計算世界のマッピングとマイニング

単純なルールとその時として複雑な動作を調べるには、計算のシステムとドキュメントのすべてをそれらが何を行うかについて、組織的に調べる必要があるとウルフラムは考える。ウルフラムは、このような研究が物理や化学のような、科学の新しい分野になるべきだと信じている。この分野の基本的な目標は、実験的なメソッドを使って、計算世界を理解し、特徴付けることである。

提案された科学探究の新しい分野は、様々な形式での科学的成果を許すものである。例えば、定性的な分類は計算ジャングルへの最初の進出の結果であることが多い。これに対して、特定のシステムがこの関数やあの関数を計算するという明示的な証拠も認められる。また、この分野の研究にある意味で独自である製作の形もある。例えば、別のシステム内に、奇妙な別の形式で現れる計算メカニズムの発見がそうである。

もう1つの種類の製作には、計算システムの分析のためのプログラムの作成がかかわってくる。このNKSのフレームワークでは、これらのシステム自体が簡単なプログラムであり、同じ目標やメソッドに左右される。このアイディアをさらに広げると、人間の心そのものが計算システムであり、このため、出来るだけ効率的な方法で生のデータを提供することが研究にあたって重要であると言える。ウルフラムは、プログラムとその分析は出来るだけ直接視覚化されるべきで、それは何千もの人によって徹底的に調査されるべきであると考える。この新しい分野は抽象的なルールを受け入れるので、原則として、別の科学の分野に関連する事柄についても対処することができる。しかし、一般的には、ウルフラムのアイディアは、新しいアイディアとメカニズムが計算世界（これらがもっとも明白な形で見られる場所）で発見でき、他の分野はそれらの発見の中からその分野にかかわりのあるものを選べばよいということである。
組織的な抽象科学

ウルフラムは、単純なプログラムを科学の一分野として提唱する一方で、その方法論が基本的にすべての科学分野に革新をもたらすとも主張する。彼の主張のもとになっているのは、単純なシステムの研究が科学で可能な最小の形式であり、これが抽象化と経験論的実験の両方に等しく基づいていることである。「NKS」で提唱される方法論のすべての面が、実験を出来るだけ直接的で、簡単に、意味あるものとするように最適化されていると同時に、実験が何か予期しないものを生み出す可能性が最大になるように仕向けられている。この方法論が計算メカニズムを最もすっきりした形で研究することを可能にするのと同じように。ウルフラムはそれを行う過程が、科学を行う過程の本質を捉え、その過程の長所と短所が直接示されると信じる。

ウルフラムは、計算世界の実態が原則的な理由により科学を困難なものにすると考える。