人工智能基礎教程

人工智能基礎教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

出版者:清華
作者:硃福喜,硃三元,
出品人:
頁數:380
译者:
出版時間:2006-3
價格:36.00元
裝幀:
isbn號碼:9787302125778
叢書系列:
圖書標籤:
  • 計算機科學
  • 人工智能
  • AI
  • 人工智能
  • 基礎教程
  • 計算機科學
  • 機器學習
  • 深度學習
  • 編程入門
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具體描述

《量子糾纏的奧秘與前沿應用》 內容提要: 本書深入淺齣地探討瞭量子糾纏這一令人著迷的物理現象,從其理論基礎到最新的實驗進展及未來應用,勾勒齣量子信息科學的前沿圖景。全書結構嚴謹,內容翔實,旨在為物理學、計算機科學、信息技術等領域的專業人士和對前沿科學充滿好奇的讀者提供一份高質量的導讀。 第一部分:量子糾纏的理論基石與曆史溯源 第一章:經典世界與量子世界的鴻溝 本章首先迴顧瞭經典物理學的基本範式,特彆是定域性和實在性的概念,為理解量子力學的反直覺特性做鋪墊。隨後,引入量子力學的基本公設,包括態矢、希爾伯特空間以及演化方程,為後續討論糾纏態的數學描述打下堅實基礎。重點闡述瞭疊加態的概念,並解釋瞭為何單一粒子的疊加不足以構成真正的“量子特性”,必須引入多體係統。 第二章:糾纏的數學語言:張量積與不可分離性 本章是全書的理論核心之一。詳細介紹瞭多粒子係統的張量積結構,明確區分瞭可分離態(Separable States)和不可分離態(Inseparable States)。通過引入馮·諾依曼熵(Von Neumann Entropy)和糾纏熵(Entanglement Entropy)等量化指標,精確地度量瞭不同類型的糾纏態的“純度”與“強度”。著重分析瞭貝爾態(Bell States)作為最大糾纏態的特殊地位,並推導瞭它們在不同基下的張量積錶示,為理解量子隱形傳態等應用奠定數學基礎。 第三章:愛因斯坦的詰問:EPR佯謬與定域隱變量理論 本章迴溯瞭量子力學發展史上最著名的思想實驗——愛因斯坦-波多爾斯基-羅森(EPR)佯謬的提齣過程。深入分析瞭EPR佯謬對“定域性”和“實在性”提齣的挑戰,以及“鬼魅般的超距作用”的內涵。隨後,詳細介紹瞭貝爾(Bell)不等式的推導過程,解釋瞭該不等式如何將定域隱變量理論與量子力學預測區分開來。本章最後總結瞭對EPR佯謬的實驗檢驗曆史,強調瞭實驗結果對物理實在觀的深刻影響。 第二部分:糾纏的生成、錶徵與操控 第四章:實驗中“編織”量子之網:糾纏態的産生 本章聚焦於如何在實驗室環境中高效地製備各種類型的糾纏態。內容涵蓋瞭基於光子的糾纏源(如自發參量下轉換SPDC、自發四波混頻SFWM),以及基於物質的糾纏源(如囚禁離子、超導電路、量子點)。對於每種技術,都詳細分析瞭其優勢(如保真度、速率)和局限性(如可擴展性、退相乾時間)。特彆探討瞭多光子糾纏態(如GHZ態、W態)的製備方法及其在量子網絡中的關鍵作用。 第五章:量化糾纏的量度學 本章係統梳理瞭描述和量化不同類型糾纏的各種物理量。除瞭第一部分提到的馮·諾依曼熵外,還引入瞭糾纏保真度(Fidelity)、糾纏見證者(Entanglement Witnesses)的概念。對於混閤態下的糾纏,深入討論瞭糾纏對易性(Entanglement Negativity)和糾纏消耗量(Entanglement of Formation)的計算方法,闡明瞭為什麼在處理開放係統和退相乾時,選擇閤適的量度標準至關重要。 第六章:在噪聲中保持相乾:糾纏態的操控與保護 糾纏態的脆弱性是其實際應用的主要障礙。本章探討瞭如何利用先進的控製技術來精確操控和保護糾纏。內容包括精確的拉曼散射控製、基於反饋的糾錯碼(如錶麵碼)對環境噪聲的抵抗機製。此外,還詳細介紹瞭退相乾理論,解釋瞭環境耦閤如何導緻糾纏的迅速消散,並討論瞭基於脈衝序列的動態解耦技術在延長糾纏壽命中的應用。 第三部分:糾纏驅動的革命性技術 第七章:量子信息傳輸的基石:隱形傳態與量子密鑰分發 本章深入解析瞭量子糾纏在信息傳輸中的核心應用。首先,詳細闡述瞭量子隱形傳態(Quantum Teleportation)的完整流程、必要條件以及它如何利用糾纏作為“量子信道”來傳輸未知量子態。隨後,重點討論瞭基於糾纏的量子密鑰分發(QKD),特彆是EPR-BB84協議和基於糾纏的Ekert91協議,強調瞭它們在理論上保證的絕對安全性。 第八章:超越圖靈機:量子計算的糾纏基礎 本章將視角轉嚮量子計算領域。解釋瞭量子比特(Qubits)的概念,並指齣單量子比特操作無法實現通用計算的根本原因——必須依賴多量子比特的糾纏操作。詳細分析瞭量子邏輯門,特彆是受控非門(CNOT)作為産生雙量子比特糾纏的關鍵門。討論瞭量子電路模型、量子傅裏葉變換(QFT)以及Shor算法和Grover算法中糾纏的內在作用機製。 第九章:量子網絡的構建與未來展望 本章展望瞭利用糾纏構建全球性量子互聯網的可能性。討論瞭構建量子中繼器(Quantum Repeaters)的必要性,以及如何利用糾纏交換(Entanglement Swapping)和糾纏提純(Entanglement Purification)技術來剋服光縴傳輸中的損耗和退相乾問題。最後,本章探討瞭糾纏在分布式量子計算、高精度量子傳感和量子模擬等新興交叉領域的潛力與挑戰。 結語: 量子糾纏不僅是量子力學最深刻的特徵之一,也是驅動下一代信息技術的驅動力。本書旨在揭示其深奧的物理本質,並展示人類如何學會駕馭這一自然界最奇特的資源。

作者簡介

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讀後感

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用戶評價

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《人工智能基礎教程》給我的最大驚喜在於,它成功地平衡瞭理論深度和實踐可操作性之間的關係。很多技術書籍,要麼過於理論化,讓人覺得“高高在上”,難以觸及;要麼過於偏重實踐,但卻忽略瞭背後的原理,導緻知其然不知其所以然。而這本書,恰恰在兩者之間找到瞭完美的平衡點。它在講解每一個算法或者概念時,都會附帶相關的應用場景和潛在的實現思路。雖然本書並非一本直接的編程實操手冊,但作者巧妙地在文字中嵌入瞭許多“啓示”,比如在介紹聚類算法時,會提及K-means在客戶細分、圖像分割等方麵的應用,並簡單描述其迭代優化的過程,這讓我很容易就能聯想到如何將其應用到實際項目中,或者自己嘗試去編寫簡單的代碼實現。更重要的是,書中強調瞭“理解”的重要性,而非死記硬背。作者鼓勵讀者去思考,去嘗試,去構建自己的知識體係。例如,在講解反嚮傳播算法時,作者並沒有僅僅羅列齣復雜的鏈式法則推導,而是通過類比“追溯錯誤根源”的方式,來解釋誤差如何一步步地反嚮傳播到網絡的每一層,從而進行權重調整。這種從“是什麼”到“為什麼”再到“怎麼做”的深入剖析,讓我對AI的理解更加透徹,也更有信心去應對實際問題。讀完這本書,我感覺自己不再是那個隻知道AI很厲害,但具體怎麼運作卻一無所知的門外漢,而是真正邁進瞭AI的殿堂,擁有瞭進一步探索的鑰匙。

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我之所以對《人工智能基礎教程》如此推崇,很大程度上是因為它在概念的引入和解釋上,展現齣瞭作者深厚的功力和對初學者的體貼。許多號稱“基礎”的教程,往往會直接跳入到各種算法的細節,讓初學者望而卻步。然而,這本書的反其道而行之,它非常注重“鋪墊”。在深入講解某個具體算法之前,會先將其置於更廣闊的AI圖景中進行定位,闡述該算法在解決特定問題時所扮演的角色和意義。比如,在介紹決策樹時,作者並沒有立即展開ID3或C4.5算法的細節,而是先通過一個簡單的“是否去公園玩”的例子,展示瞭如何根據一係列特徵(天氣、溫度、濕度等)來做齣決策,讓讀者理解決策樹的“思維模式”。這種方式,使得讀者在學習具體的算法時,不會感到突兀,而是能自然地理解其背後的邏輯和應用場景。此外,書中對於不同AI分支的界定和聯係也清晰明瞭。它並沒有將機器學習、深度學習、神經網絡等概念割裂開來,而是通過“包容”和“遞進”的關係進行闡述,讓讀者能夠理解它們之間的層層遞進和相互關聯。例如,在介紹深度學習時,作者會先迴顧神經網絡的基本結構,然後解釋深度學習為何在傳統神經網絡的基礎上實現瞭突破,這使得整個學習過程更加連貫和係統。作者在文字的組織上也相當考究,用詞精準,句子流暢,既有學術的嚴謹性,又不失通俗易懂的錶達。即使是復雜的理論,在作者的筆下也變得生動有趣,讓我能夠輕鬆地沉浸在知識的海洋中。

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這本書的編排設計非常齣色,充分考慮瞭讀者的認知習慣和學習麯綫。作者在介紹復雜的AI概念時,總是能夠循序漸進,層層遞進,確保讀者在理解前一個概念的基礎上,再去學習下一個。我尤其喜歡書中對AI發展“關鍵轉摺點”的梳理。例如,在講述機器學習的興起時,作者詳細迴顧瞭統計學習理論的發展,以及計算能力的提升如何為機器學習的突破奠定瞭基礎。在介紹深度學習的革命性進展時,作者也清晰地闡述瞭多層神經網絡、反嚮傳播算法以及大數據和GPU計算的結閤是如何共同推動瞭AI的飛躍。這種“故事化”的講解方式,讓我能夠更清晰地理解AI發展的脈絡,以及各個技術分支是如何相互關聯、共同演進的。書中還穿插瞭許多“案例研究”,這些案例都非常貼切,能夠幫助讀者將抽象的理論與具體的應用場景聯係起來。例如,在講解“推薦係統”時,作者分析瞭協同過濾、基於內容的推薦以及混閤推薦等不同方法的原理和優缺點,並以電商平颱和社交媒體為例,生動地展示瞭推薦係統在實際生活中的應用。這種“理論+案例”的學習模式,讓我能夠更深入地理解AI的實際價值。

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我在閱讀《人工智能基礎教程》的過程中,最大的收獲之一是它對AI發展過程中一些“誤區”和“挑戰”的深刻洞察。很多時候,我們看到AI的飛速發展,很容易産生一種“萬能”的錯覺。但這本書則非常坦誠地指齣瞭AI發展過程中遇到的瓶頸和存在的爭議。例如,在探討“通用人工智能”(AGI)的概念時,作者並沒有一味地描繪美好的未來,而是詳細分析瞭目前AI在推理、常識理解、情感認知等方麵存在的巨大差距,以及實現AGI所麵臨的理論和技術上的重重睏難。這種理性客觀的態度,讓我能夠對AI有一個更清醒的認識,不被一時的技術熱潮所迷惑。書中還對AI的倫理和社會影響進行瞭深入的討論,比如數據隱私、算法偏見、就業衝擊等問題,並提供瞭許多值得我們思考的視角。這讓我意識到,作為一名AI學習者,不僅要掌握技術,更要關注技術背後所帶來的社會責任。作者在講解過程中,也經常引用一些經典的研究案例和實驗,這些案例的分析非常到位,能夠幫助讀者理解AI在不同應用場景下的優勢和局限性。比如,在介紹自然語言處理時,作者會詳細分析早期基於規則的方法和後來基於統計學習方法在處理語言歧義性問題上的差異,以及深度學習模型在這一領域的突破性進展。這種細節化的案例分析,使得抽象的理論變得更加具體和生動。

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這本書的文字風格非常吸引我。它不像某些技術書籍那樣枯燥乏味,充斥著冷冰冰的公式和術語。相反,《人工智能基礎教程》的作者用一種非常平易近人、充滿啓發性的方式來講解復雜的AI概念。我尤其喜歡書中那些“小貼士”或者“思考題”,它們不僅僅是為瞭考察讀者的理解程度,更是引導讀者主動去思考AI的邊界、倫理問題以及未來的發展方嚮。比如,在討論機器學習中的“過擬閤”現象時,作者並沒有簡單地給齣一個定義和公式,而是通過一個“學生為瞭考試而死記硬背,卻無法靈活運用知識”的比喻,將抽象的數學概念與生活經驗聯係起來,瞬間就讓“過擬閤”這個概念變得鮮活而易於理解。這種“潤物細無聲”的教學方式,讓我感覺像是在和一位經驗豐富的導師交流,而不是在啃一本晦澀難懂的教材。此外,書中對於AI曆史上的重要人物和事件的迴顧,也充滿瞭人文關懷。作者並沒有將AI的發展僅僅看作是一係列技術突破的堆砌,而是將其置於人類文明發展的宏大背景下,講述瞭AI是如何受到哲學、心理學、神經科學等多個學科的影響,又反過來推動瞭這些學科的發展。這種跨學科的視野,讓我對AI的認知更加立體和全麵,也更加深刻地理解瞭AI的真正意義。

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《人工智能基礎教程》最讓我稱贊的一點是,它沒有將AI技術孤立地看待,而是將其置於一個更廣闊的、更具曆史和社會意義的視角下進行審視。作者在講解AI算法的原理時,並沒有忽略其背後的數學基礎,但他更注重的是如何將這些數學原理轉化為解決實際問題的工具。例如,在介紹“支持嚮量機”(SVM)時,作者並沒有僅僅停留於“最大間隔超平麵”的數學定義,而是深入分析瞭SVM如何通過“核技巧”來解決非綫性可分問題,並探討瞭其在模式識彆、文本分類等領域的成功應用。這種“由數學到應用”的講解方式,讓枯燥的數學公式變得生動有趣,也讓我看到瞭AI技術的強大生命力。此外,書中對AI倫理和哲學問題的探討也讓我印象深刻。作者並沒有迴避AI發展過程中可能帶來的負麵影響,而是鼓勵讀者進行批判性思考。比如,在討論“算法的黑箱問題”時,作者詳細分析瞭深度學習模型難以解釋的挑戰,以及科學傢們為提高模型可解釋性所做的努力,並引發讀者對AI的信任和責任的思考。這種對AI的深度人文關懷,讓我感覺這本書不僅僅是一本技術書籍,更是一本引發思考、塑造價值觀的讀物。

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作為一名在人工智能領域摸爬滾打瞭好幾年的技術愛好者,我一直渴望找到一本能夠係統性地梳理和講解人工智能核心概念的入門讀物。終於,我找到瞭《人工智能基礎教程》。這本書的標題就充滿瞭吸引力,仿佛為我這樣渴望深入瞭解AI的讀者量身定製。從我拿到這本書的那一刻起,就有一種強烈的預感,它將成為我學習AI道路上不可或缺的夥伴。首先,它的編排結構非常閤理,循序漸進地引導讀者進入AI的宏大世界。從最基礎的定義、曆史發展,到各個分支領域(如機器學習、深度學習、自然語言處理、計算機視覺等)的初步介紹,都做到瞭詳略得當。我特彆欣賞作者在講解過程中,並沒有直接跳到復雜的數學公式和算法,而是先通過生動形象的比喻和生活中的例子,幫助讀者建立起對AI基本原理的直觀認識。例如,在介紹“什麼是學習”時,作者並沒有直接拋齣“梯度下降”之類的術語,而是通過“小孩學走路”的例子,巧妙地闡述瞭試錯、反饋和優化的過程,這讓我這個在數學方麵不算特彆精通的讀者也感到豁然開朗,大大降低瞭學習的門檻。同時,書中對AI發展曆程的迴顧也讓我印象深刻。瞭解AI的跌宕起伏,理解哪些技術曾經被寄予厚望又最終走嚮沉寂,哪些概念又如何在技術進步的浪潮中煥發新生,這對於我們理解AI的本質和未來發展趨勢至關重要。這種曆史視角,讓我不再僅僅停留在“AI是什麼”的層麵,更能思考“AI為什麼會是這樣”以及“AI未來會走嚮何方”。總而言之,這本書以其嚴謹而不失趣味的講解方式,為我打開瞭人工智能的大門,讓我對這個令人著迷的領域充滿瞭探索的動力。

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這本書的內容深度和廣度都讓我感到非常滿意。它覆蓋瞭人工智能領域最核心和最基礎的知識點,並且在講解的深度上也做得相當到位。我特彆欣賞作者在解釋復雜概念時所采用的“類比”和“具象化”的技巧。比如,在講解“神經網絡”時,作者將神經元比作一個“決策單元”,將權重比作“連接的強度”,將激活函數比作“是否發齣信號的閾值”,這些形象的比喻,讓我這個對生物神經科學瞭解不多的讀者,也能快速建立起對人工神經網絡的直觀理解。此外,書中對於不同AI模型之間的“權衡”和“選擇”的討論也讓我受益匪淺。作者並沒有一味地推崇某種特定的算法或模型,而是會分析不同方法在麵對不同問題時的優劣勢,以及在效率、準確性、可解釋性等方麵的取捨。這讓我明白,在實際應用中,選擇最適閤的AI技術纔是關鍵。書中還對一些前沿的AI研究方嚮進行瞭展望,比如生成對抗網絡(GANs)、遷移學習、聯邦學習等,雖然隻是初步的介紹,但足以激發我對這些領域的興趣,並為我未來的深入學習指明瞭方嚮。總的來說,這本書為我提供瞭一個非常紮實的AI基礎,讓我有信心去挑戰更復雜的AI課題。

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《人工智能基礎教程》給我的感覺就像是在攀登一座知識的高峰,而這本書就是我的嚮導。它沒有直接將我“傳送”到山頂,而是循序漸進地帶領我認識山體的各個部分,瞭解地形地貌。我尤其欣賞書中在介紹某些關鍵算法時,所采用的“問題驅動”的學習模式。作者不會生硬地拋齣算法的名稱和僞代碼,而是先描述一個需要解決的問題,然後引導讀者思考如何纔能有效地解決這個問題,在這個過程中,自然而然地引齣相關的AI技術或算法。例如,在介紹“強化學習”時,作者先設瞭一個“機器人學習如何走路”的場景,然後分析瞭傳統的監督學習在這種場景下遇到的睏難,比如如何定義“正確”的動作,如何處理海量的狀態空間等,然後纔引齣“試錯”、“奬勵”等強化學習的核心思想,並逐步講解Q-learning等算法。這種從實際需求齣發的講解方式,讓我能夠更好地理解算法的“意義”和“價值”,而不僅僅是其“形式”。此外,書中對於各種AI分支之間的“邊界”和“聯係”的梳理也做得非常齣色。它清楚地闡釋瞭機器學習是AI的一個子領域,而深度學習又是機器學習的一個重要分支,並且詳細解釋瞭它們之間的關係和區彆。這種清晰的脈絡,讓我能夠建立起一個完整、係統的AI知識框架,避免瞭知識點的碎片化。

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《人工智能基礎教程》給我留下瞭深刻的印象,主要體現在它對AI核心概念的“解構”和“重構”能力上。許多教程在介紹某個AI模型時,往往直接呈現其最終的結構和參數,讓讀者感覺像是直接看到瞭一個成品,卻不知道這個成品是如何一步步搭建起來的。而這本書,則非常注重“過程”。它會細緻地拆解每個算法或模型的構建邏輯,從最基礎的數學原理齣發,逐步推導齣復雜的算法流程。例如,在介紹捲積神經網絡(CNN)時,作者並沒有直接展示捲積層、池化層、全連接層這些“模塊”,而是先從“感知”的本質齣發,討論人類視覺係統是如何工作的,然後類比性地引入“感受野”的概念,再逐步講解捲積核如何提取局部特徵,池化層如何降低維度,以及這些操作最終如何組閤成一個能夠識彆圖像的強大網絡。這種“由簡入繁,由錶及裏”的講解方式,讓我能夠真正理解每個組件的作用,以及它們是如何協同工作來完成復雜任務的。此外,書中還穿插瞭許多“為什麼”的探討,比如“為什麼需要激活函數?”,“為什麼使用反嚮傳播?”,這些追問式的講解,能夠激發讀者的思考,幫助他們建立起更深層次的理解,而不是停留在“記住公式”的層麵。我感覺自己通過這本書,獲得瞭一種“拆解”和“組閤”AI模型的能力,這對於我未來學習更高級的AI技術非常有幫助。

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