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出版者:

作者:Jarke; Jarke, Matthias; Koehler, Jana

出品人:

页数:326

译者:

出版时间:2002-12

价格:497.20元

装帧:

isbn号码:9783540441854

丛书系列:

图书标签:

• 人工智能
• 知识工程
• KI 2002
• 机器学习
• 知识表示
• 推理
• 专家系统
• 智能系统
• 数据挖掘
• 计算智能

深入探索前沿科技：一部展望未来的技术著作 图书名称： 《前沿技术展望：从量子计算到生物工程的未来图景》 图书简介： 这部厚重的技术专著，汇集了全球顶尖研究机构和独立学者的最新洞察，旨在为专业人士、政策制定者以及对未来科技发展怀有深切兴趣的读者，描绘一幅跨越多个学科前沿的宏伟蓝图。本书并非对已完成技术的简单回顾，而是聚焦于当前最具颠覆性潜力、尚处于孕育阶段的关键技术领域，对其理论基础、实现路径、潜在挑战及社会影响进行了深入、细致的剖析。 全书分为六个核心部分，每一部分都代表着一个正在重塑人类文明的维度。 第一部分：下一代计算范式与信息物理融合 本部分重点探讨了超越经典冯·诺依曼架构的计算革命。 1. 量子信息科学的突破与局限： 详细阐述了超导量子比特、离子阱技术在退相干抑制方面的最新进展。书中不仅分析了实现大规模容错量子计算（Fault-Tolerant Quantum Computation, FTQC）所需的关键指标，还对Shor算法和Grover算法的实际应用场景进行了严谨的复杂度评估。特别引入了“量子霸权”之后的“量子实用性”概念，讨论了当前噪音中级量子（NISQ）设备在材料科学模拟（如高效率催化剂设计）中的初步应用案例，并剖析了量子纠错码（如表面码）在硬件实现层面面临的巨大工程挑战，如三维集成和高密度布线问题。 2. 神经形态计算与类脑架构： 本书深入探讨了如何模仿生物大脑的稀疏性、事件驱动和高能效特性来设计新型处理器。内容涵盖了忆阻器（Memristor）阵列、脉冲神经网络（SNNs）的训练算法改进，以及如何利用这些硬件来处理非结构化、实时的感知数据流。我们详细分析了“存算一体”架构如何打破传统存储墙和计算墙的瓶颈，并预测了在边缘计算和自主机器人领域带来的能效革命。 3. 可重构计算与异构集成： 阐述了FPGA、可重构处理器（Reconfigurable Processors）在适应快速迭代算法方面的优势。重点介绍了Chiplet技术和先进封装（如2.5D/3D集成）如何允许将不同工艺节点的计算单元（如CPU、GPU、ASIC、存储器）紧密集成，实现系统级性能的最大化。本书对比了基于标准CMOS工艺和新兴材料（如碳纳米管、二维材料）的集成方案在功耗和速度上的权衡。 第二部分：生物学与工程学的深度交汇 本部分聚焦于生命科学的工程化和数字化，探讨人类如何利用工程原理来理解和改造生命系统。 1. 合成生物学与基因编辑的精准化： 详尽描述了CRISPR/Cas系统的迭代升级，特别是Prime Editing和Base Editing等“无双链断裂”技术在提高编辑精准度和降低脱靶效应方面的进步。书中还探讨了大规模基因线路设计（Genetic Circuit Design）的自动化工具链，以及如何利用体外反应器和微流控技术来实现细胞工厂的精确调控，用于可持续燃料、新型材料（如生物塑料）的生产。 2. 组织工程与再生医学的结构挑战： 重点讨论了3D生物打印（Bioprinting）技术在构建具有功能性的复杂组织（如血管化肝脏结构）方面的瓶颈。内容涵盖了生物墨水（Bioink）的流变学特性、支架材料的选择，以及如何通过物理信号（如机械张力、声波）来诱导细胞分化和组织成熟。我们还分析了异种器官移植（Xenotransplantation）中免疫排斥反应的分子机制及其克服策略。 3. 神经接口技术（BCI）的伦理与工程： 细致区分了侵入式（如微电极阵列）和非侵入式（如高密度EEG）脑机接口的技术成熟度。书中重点分析了用于恢复运动功能和感觉反馈的闭环控制系统设计，并对未来“认知增强”的应用前景进行了审慎的伦理框架评估。 第三部分：可持续能源与环境技术的前沿探索 本部分关注应对气候变化和资源短缺的关键技术途径。 1. 下一代电池技术与固态电解质： 全面对比了锂硫电池、钠离子电池以及全固态电池的能量密度、循环寿命和安全性。书中深入分析了固态电解质（如氧化物、硫化物和聚合物）界面阻抗的来源，以及如何通过纳米结构设计来稳定锂金属负极，以实现超高能量密度储能。 2. 核聚变能的工程实现： 本书未停留于托卡马克的基本原理，而是聚焦于ITER之后更具商业前景的方案，例如仿星器（Stellarator）在磁场优化方面的进展，以及惯性约束聚变（ICF）在点火阈值突破后的工程放大问题。重点讨论了氚燃料循环、先进材料（如高热流等离子体面对材料）的抗辐照性能测试。 3. 大气碳捕集与利用（CCUS）的高效化： 对比了直接空气捕集（DAC）技术中新型吸附剂（如金属有机框架MOFs、共价有机框架COFs）的性能。书中分析了捕集后的二氧化碳转化为高价值化学品（如甲醇、合成燃料）的催化转化路径的能效瓶颈，以及大规模部署所需的能源和土地足迹评估。 第四部分：先进制造与材料科学的革命 本部分探讨了物质层面和制造流程的根本性变革。 1. 增材制造（AM）的精度与速度提升： 超越基础的3D打印概念，本书聚焦于多材料、功能梯度材料的复杂结构制造。探讨了基于激光的增材制造中，熔池动力学对最终材料微观结构和机械性能的决定性影响，以及如何通过实时传感和反馈控制来实现“零缺陷”制造。 2. 超材料与超表面（Metamaterials/Metasurfaces）： 详细解读了如何通过亚波长尺度的人工结构来操控电磁波、声波甚至机械力。书中展示了在光通信中实现完美吸收、超分辨率成像，以及在声学领域实现负折射率的新型结构设计，并探讨了可编程超表面的实现路径。 3. 高熵合金与极端环境材料： 分析了高熵合金（HEA）在提高耐高温、抗辐照和抗蠕变性能方面的独特优势。书中结合密度泛函理论计算，预测了新型多主元合金的稳定性和潜在的脆性转变温度，为航空航天和核能应用提供新的材料选择。 第五部分：空间探索与行星际基础设施 本部分展望了人类向地外拓展的技术基础。 1. 推进系统的新突破： 深入比较了电推进（如霍尔推力器、离子推力器）的持续高比冲特性与核热推进（NTP）的高推重比优势。书中详细分析了磁约束聚变脉冲推进（VASIMR）在实际运行中的等离子体稳定性问题，并讨论了深空通信所需的高增益可展开天线技术。 2. 行星就位资源利用（ISRU）： 重点研究了如何利用月球或火星的土壤（风化层）来生产氧气、水和建筑材料。内容涵盖了熔融电解法制氧的能耗优化，以及3D打印技术在无粘合剂原位材料成型方面的进展。 第六部分：技术伦理、治理与未来社会影响 作为对所有前沿技术的总结与反思，本书最后一部分深入探讨了技术快速发展带来的治理挑战。 1. 算法公平性与可解释性（XAI）： 本书批判性地分析了当前深度学习模型中的固有偏见来源，并介绍了对抗性攻击和模型鲁棒性的防御策略。重点论述了在医疗诊断、信贷评估等高风险决策场景中，如何构建满足监管要求的“可解释”模型。 2. 数字主权与信息安全的新边界： 探讨了后量子密码学（PQC）从理论向实际部署过渡的路线图，特别是格基密码（Lattice-based Cryptography）和哈希函数签名方案的标准化进程。同时，本书也讨论了去中心化身份（DID）系统如何重塑个人数据控制权。 3. 技术奇点与人类心智的未来： 本书以审慎的视角探讨了强人工智能（AGI）的潜在时间表，并将其置于一个更广阔的哲学框架内。重点讨论了技术加速度对现有社会结构、就业市场及人类认知边界的长期影响，强调了跨学科合作在引导技术向善发展中的不可替代的作用。 本书的写作风格严谨、数据驱动，避免了空泛的科幻描述，力求为读者提供一个基于当前科学极限的、可操作的技术路线图。它是一部为下一代创新者和决策者准备的深度参考指南。

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从阅读体验上来说，我非常注重一本书的“可读性”，即使它是高度专业的学术汇编。《人工智能进展 2001 KI 2002》如果能做到在保持专业深度的同时，对跨领域读者保持一定的友好度，那就太棒了。例如，在介绍某个新颖的算法时，是否提供了足够的背景知识铺垫，而不是直接跳入复杂的公式推导？我希望看到的是，那种充满激情和清晰逻辑的论述，能够引导读者一步步进入研究者的思维世界。如果书中有任何一篇文章，能够像讲故事一样，描述一个难题是如何被攻克，或者一个看似无解的问题是如何被巧妙地重构视角来解决的，我都会非常享受阅读的过程。毕竟，最伟大的科学发现往往伴随着最优雅的表达。这本书的价值，很大程度上取决于它能否让一个非该领域核心专家的人，也能感受到那个时代研究者的智慧光芒。

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这本书的装帧和排版，从一个读者的角度来看，往往能侧面反映出出版方的用心程度和内容的专业性。我预设这本汇集了2001年至2002年间KI（可能是指某个重要的会议或系列研讨会）成果的文集，其内容必然是高度浓缩且专业性极强的。我希望看到的是那种严谨的、带着浓厚学院气息的文字风格，每一个术语的运用都精准无误，图表清晰可辨，能够直观地展示出当时数学模型和逻辑推演的复杂程度。对于那个年代的论文，我尤其关注其引言部分是如何构建研究动机的，那往往能体现出研究者在面对有限计算资源和理论工具时所展现出的智慧。如果能附带一些关于当时国际合作情况的描述或者引用文献的网络可达性分析（虽然在2001年可能还不那么方便），那将是极大的加分项。这不只是一本书，它更像是一个时间胶囊，记录着一代人在特定历史关口对“智能”这一宏大命题的阶段性回答。

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这本书的书名《人工智能进展 2001 KI 2002》乍一看，就让人对那个特定年份的AI领域充满了好奇和期待。我印象中，2001年到2002年，正是互联网泡沫破裂后，技术领域开始寻找新的增长点的时候。那段时间，人们对于AI的看法还比较谨慎，不像现在这样充满了科幻色彩。我特别想知道，在那样的时代背景下，那些顶尖的研究者们是如何看待和定义“进展”的。这本书如果能真实反映那个时期的研究热点，比如专家系统的复苏、早期机器学习模型的突破，或者是在自然语言处理领域遇到的瓶颈，那将是非常宝贵的历史资料。我期待它能呈现出一种相对朴素但扎实的研究面貌，而不是被后来的技术浪潮所裹挟的视角。毕竟，了解一个技术从萌芽到爆发之间的“阵痛期”和当时的局限性，比只看成熟的成果更有启发意义。那些未被时间淘洗的早期设想，往往隐藏着对当前困境的某种解答。我希望作者团队能够以一种严谨的学术态度，清晰地梳理出那两年间，关键的算法迭代、实验结果的对比，以及它们在当时应用层面上所引发的讨论。

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作为一个关注人工智能发展脉络的爱好者，我购买这本书的动机绝不仅仅是为了了解技术细节，更深层次上，我是想捕捉那种研究氛围和思潮的流动。2001-2002年，全球对信息技术的投入刚刚经历了一次洗牌，科研机构和企业的心态必然是复杂的——既有泡沫破裂后的冷静，也有对下一代计算范式变革的隐隐期待。这本书如果能收录一些关于“智能体理论”或者“多智能体系统”在那个时期讨论的深度，那将非常吸引我。因为那是符号主义向连接主义过渡时期，各种思潮激烈碰撞的阶段。我期待读到那些关于“常识推理”的努力和挫折，那些试图用更优雅的逻辑结构来模拟人类思维的尝试。如果某些章节能反映出当时研究者对于“通用人工智能（AGI）”的乐观或悲观看法，并附带当时的论据，那么这本书的史料价值就远远超越了一般的会议论文集。

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我对这本书的期望，带着一丝对“慢工出细活”时代的怀旧。在如今这个快速迭代、追求即时反馈的时代，2001-2002年的研究成果，往往需要更长的周期去验证其价值。因此，我更看重其中那些看似“缓慢”的、基础性的工作——比如新的知识表示方法，或者对现有算法复杂性更深入的剖析。我希望作者们没有过度地聚焦于那些当时可能很时髦但很快被淘汰的技术路线，而是将笔墨集中在那些具有更长久生命力的理论基石上。例如，如果能看到关于早期模糊逻辑或者受限玻尔兹曼机（如果那个时间点已经有所提及）的深入探讨，我会非常欣喜。这本书对我而言，更像是一个参照物，让我能回溯性地审视今天的哪些突破，其实早在二十年前的某个角落里，就已经埋下了种子，只是当时的技术条件尚未成熟，无法让它开花结果。

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