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出版者:天津大学

作者:董妍伽

出品人:

页数:388

译者:

出版时间:2003-4-1

价格:18.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787561817247

丛书系列:

图书标签:

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《寰宇科技前沿探索：新材料与人工智能的深度融合》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面且深入的视角，审视当代科技发展中最具颠覆性的两大核心领域：新材料科学与人工智能（AI）。我们聚焦于这两个领域日益紧密的交叉融合，探讨它们如何共同驱动下一轮工业革命，并重塑人类社会的方方面面。本书摒弃宏观概念的泛泛而谈，深入到具体的应用案例、底层理论框架和未来发展趋势，力求为科研人员、工程师、高新技术企业决策者以及对未来科技抱有浓厚兴趣的读者，提供一份详实、可操作的参考指南。 第一部分：新材料的革命性突破与产业化挑战 本部分专注于介绍近年来在材料科学领域取得的关键进展，并着重分析这些新材料从实验室走向大规模商业化所面临的独特挑战。 第一章：超越硅基的限制：下一代半导体材料 我们首先回顾了经典硅基半导体的性能瓶颈，继而将焦点投向更具潜力的替代方案。重点剖析了二维材料，特别是石墨烯（Graphene）和过渡金属硫化物（TMDs）在电子学和光电器件中的应用潜力。详细阐述了单层材料的独特电子结构，以及如何通过化学气相沉积（CVD）等技术实现高质量、大面积的生长。此外，本书也深入探讨了宽禁带半导体，如氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）在功率电子和高频通信领域的统治地位，分析了其在电动汽车逆变器和5G/6G基站中的关键作用。对拓扑绝缘体的物理特性及其在低功耗计算中的前瞻性应用也进行了理论性的梳理。 第二章：功能化高分子与智能仿生材料 现代高分子科学已不再局限于结构支撑，而是转向了功能集成。本章详细介绍了自修复材料的机理，包括微胶囊破裂释放修复剂和动态共价键的修复过程，并对比了不同修复策略的效率与耐久性。我们对形状记忆聚合物（SMPs）在可穿戴设备、软体机器人和医疗植入物中的应用进行了案例分析，探讨了如何精确控制其应变恢复温度。此外，本章还投入大量篇幅讨论刺激响应性材料（Smart Polymers），如pH敏感、温度敏感或光敏感水凝胶，它们是开发智能药物递送系统和先进传感器的基石。对生物相容性与可降解材料在生物医学工程中的严格要求和最新进展，如PLLA/PLGA的优化配比，进行了细致的剖析。 第三章：极端环境下的结构材料飞跃 针对航空航天、深海勘探和核能等极端应用场景，高性能结构材料的研发至关重要。本章聚焦于高熵合金（HEAs）的研究现状，阐释了其通过在晶体结构中随机分布五种或以上主族元素所带来的无与伦比的强度、韧性和抗辐照能力。本书对比了传统镍基/钴基超合金与新一代HEAs在高温蠕变性能上的差异。同时，对陶瓷基复合材料（CMCs），特别是SiC/SiC复合材料，在燃气轮机热端部件中的应用进行了详尽的技术经济分析，强调了其轻量化和耐热性的综合优势。 第二部分：人工智能驱动的材料发现与性能预测 本部分的核心是阐述AI和机器学习（ML）如何颠覆传统的“试错法”材料研发流程，实现材料设计的自动化、加速化和优化化。 第四章：材料信息学（Materials Informatics）的基础架构 材料信息学是连接海量实验数据与高层决策的桥梁。本章首先界定了材料信息学的核心组成部分：数据采集、数据表征（描述符生成）和模型构建。我们详细讨论了如何从实验报告、期刊文献中提取结构-性能数据，并介绍了晶体结构描述符（如原子环境向量EAV、晶格向量）的生成方法。重点剖析了如何利用高通量计算（High-Throughput Computing）结合数据库（如Materials Project, OQMD）来构建初始训练集，并强调了数据清洗和标准化在保证模型泛化能力中的极端重要性。 第五章：深度学习在材料模拟与预测中的应用 本章深入探讨了深度学习模型在材料科学中的前沿应用。我们详细分析了图神经网络（GNNs）如何直接处理晶体结构信息，有效替代传统的手工特征工程，用于预测材料的能带结构、形成能和催化活性。对比了卷积神经网络（CNNs）在分析电子显微镜图像和光谱数据中的优势。此外，书中还专门开辟一节介绍原子间势能函数的机器学习势（Machine Learning Potentials, MLPs），如GAP、MACE等，展示了它们如何在保持DFT（密度泛函理论）精度的同时，实现近乎分子动力学（MD）的计算速度，从而模拟更大尺度、更长时间尺度的材料演化过程。 第六章：逆向设计与自动化实验室的融合 AI不仅能预测已知结构的性能，更重要的能力是实现逆向设计（Inverse Design）。本章探讨了如何利用生成模型（如变分自编码器VAE、生成对抗网络GANs）来从目标性能出发，生成具有所需特性的新晶体结构或分子结构。我们详细介绍了主动学习（Active Learning）循环，即AI模型指导自动化机器人平台进行最优化的实验（如高通量筛选、机器人合成），并将反馈数据用于迭代优化模型，最终实现材料研发的“闭环控制”。针对高分子合成，我们探讨了如何利用强化学习（Reinforcement Learning, RL）优化复杂的聚合反应路径，以精确控制分子量分布和拓扑结构。 第三部分：跨界融合的未来展望与伦理考量 本书的收尾部分展望了新材料与AI深度融合将带来的颠覆性应用场景，并提出了在快速发展中必须面对的社会与伦理挑战。 第七章：前沿应用场景的具象化 本章描绘了AI驱动材料发现的具体未来图景。包括：AI加速的室温超导材料筛选、基于量子化学计算和ML优化的新型储能材料（如固态电池电解质、高效催化剂）的快速迭代、以及个性化医疗中的智能生物材料（如基于患者基因数据的定制化药物载体）。特别关注了“数字孪生”材料的概念，即通过AI模型对物理材料在不同服役条件下的行为进行实时、高精度仿真。 第八章：科技伦理、安全与人才培养 科技的飞跃必须伴随审慎的思考。本章探讨了AI在材料设计中可能带来的模型偏差（Bias）问题，例如模型可能倾向于设计出易于合成或在现有数据库中数据丰富的材料，从而限制了真正新颖结构的探索。我们讨论了数据所有权、知识产权保护的复杂性。最后，本书强调了面向未来的跨学科人才培养模式，即未来科学家需要同时精通物理化学、材料科学和高级计算统计学，以有效驾驭这一融合前沿。 通过对理论基础、前沿案例和未来趋势的系统梳理，本书旨在成为推动新材料与人工智能深度融合领域向前发展的重要参考资料。

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这本书的装帧设计本身就散发着一种经得起时间考验的质感，拿在手里，触感温润而沉稳，让人忍不住想要郑重对待其中的每一个字句。我最欣赏它的地方在于它对“声音”的捕捉。英美文学的魅力很大一部分来源于其语言本身独特的音乐性和节奏感，而这本选集在诗歌和散文的选材上，极具匠心地考虑了这一点。那些十四行诗的抑扬顿挫，那些早期小说家对话中特有的语调重音，都仿佛能透过纸面直接传达到读者的耳畔。这不仅仅是文字的堆砌，而是一场精心编排的“听觉盛宴”。通过这些精选的篇章，我得以清晰地分辨出不同时代作家在处理语言节奏上的细微差别，比如乔伊斯那密不透风的句法结构与海明威那种简洁有力的断句之间，所蕴含的不同哲学态度。这种对“文学原声”的尊重和呈现，使得阅读体验从单纯的“理解内容”提升到了“体验艺术”的层次。对于那些追求更高阶阅读体验的读者而言，这种对语言内在韵律的关注，无疑是这本书最大的亮点之一。

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对于习惯了快速浏览和信息碎片化的现代读者来说，这本选集无疑是一剂清醒剂。它鼓励你放慢脚步，深入品味每一个词语的重量和每一个段落的结构。我发现自己很久没有以这样的耐心去阅读长篇叙事了，但在面对这些精心挑选的片段时，那种沉浸式的体验是无法抗拒的。它的篇章长度控制得恰到好处，既能让你体会到长篇作品的气韵，又避免了因篇幅过长而产生的阅读疲劳。例如，其中一篇关于乡村生活的长篇节选，作者对自然景色的描绘，其详尽程度令人叹为观止，每一个动词的选择都精确地传达了光影和气息的变化。我甚至可以想象出当时的空气湿度和泥土的气味。这种高密度的信息和情感传达，要求读者全身心地投入，去感受文字背后的“重量感”。总而言之，这本书更像是一部为那些真正热爱文学、愿意为之付出精力的“慢阅读”工具，它给予读者的回报，是任何快餐式阅读都无法比拟的深度体验和持久的回味。

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我是一个重度“幕后花絮”爱好者，对于文学作品的形成背景和作者心路历程总是抱有强烈的好奇心。这本书在这方面做得极为出色，它巧妙地将“文本”与“语境”交织在一起，构建了一个立体的阅读空间。在介绍特定作家的部分，它不仅提供了标准的人物生平介绍，更引入了一些鲜为人知的书信摘录或日记片段，这些一手资料的引入，极大地增强了文本的可信度和人情味。我尤其被其中关于某位后期作家的评论所吸引，那段文字没有采用传统批评的宏大叙事，而是聚焦于其作品中反复出现的一个微小的主题意象，并追溯了它在不同作品中的演变。这种细致入微的观察角度，让我对这位作家的理解瞬间变得立体而深刻，不再是教科书上那个标签化的符号。这种“小切口，深挖掘”的编辑思路，让整个阅读过程充满了侦探般的乐趣，仿佛在与历史上的伟大头脑进行着一场跨越时空的私密对话。

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这部作品集简直是文学爱好者的饕餮盛宴，尤其是对那些渴望领略英美文学精髓却又苦于无从下手的入门者来说，简直是找到了宝藏。首先映入眼帘的是排版上的考究，字体选择典雅又不失现代感，阅读起来非常舒适，长时间沉浸其中也不会感到眼睛疲劳。选篇的广度令人赞叹，它巧妙地在经典与相对小众的作品间找到了一个绝妙的平衡点。我惊喜地发现了一些在其他选本中鲜少露面的早期诗歌，那种古朴的韵律和独特的意象，仿佛真的把我带入了那个遥远的时代，感受着语言最初的张力和美感。叙事散文部分的处理也极其用心，那些选自十九世纪中叶的片段，其细腻的情感刻画和对社会百态的洞察力，即便用今天的眼光来看，依然犀利无比。编者显然在内容的选择上花费了大量心血，既保证了文学价值的毋庸置疑，又兼顾了不同时期、不同流派的代表性。它不像某些选本那样只是堆砌名家之作，而是像一位经验老道的向导，引导读者去发现那些隐藏在宏大叙事背后的微小而深刻的人性光辉。阅读这本书的过程，更像是一场精心策划的文学漫步，每一步都有新的惊喜，每一步都让人对英美文学的博大精深有更深一层的理解。

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我必须承认，我原本对“选读”这类书籍抱持着一种审慎的态度，总觉得它们难免顾此失彼，无法真正深入。然而，这本选集彻底颠覆了我的固有印象。它的精妙之处在于对“深度”与“广度”的拿捏，达到了近乎完美的境界。例如，在对某一重要文学运动的介绍部分，它没有停留在简单的背景罗列上，而是精选了数篇论述性文字和关键的文本节选，将理论的严谨性与文本的生动性无缝结合起来。我特别喜欢它在关键文本旁附上的注释——那些注释不是冗余的知识点堆砌，而是如同高明的点睛之笔，精准地切入文本背后的文化语境或修辞技巧，让你在阅读过程中，能即时地“破译”那些晦涩的表达。更难能可贵的是，它在处理一些现代主义的篇章时，展现出了极大的勇气和清晰的思路。那些意识流的片段，往往是选本的难点，但这里的处理方式既保留了原作的实验性，又通过巧妙的段落划分和必要的引导性文字，使得读者不至于迷失在思想的迷雾中。读完某一章节，我不仅读到了文字，更像是参与了一场关于时代精神的深度对话，这种智力上的愉悦感，是其他泛泛之作无法给予的。

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