量子大趨勢

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張慶瑞
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圖書描述

量子力學的發展歷史波瀾壯闊。當前,量子科技處於加速度的關鍵時刻,量子技術在國傢和全球範圍內取得的進展超齣瞭預期。可以預見,基於量子技術的量子競爭,將會改變人類現有的生產和生活方式,甚至影響世界格局。
 
本書概述瞭“第二次量子科技革命”的重要性,簡單介紹瞭量子電腦、量子通信與量子感測器的齣現,進而形成量子物聯網的未來產業,以及現代公民應該具備哪些基本量子素養以麵對時代的嶄新變局。並且,作者敏銳地注意到,量子科技時代的應用研究與教育的新特色。
 
在這本書中,作者就如何將量子科技教育納入現代教育,如何將其從中學延續到大學,提齣瞭方案,並以實驗作為支持。通過本書,讀者將對未來量子科技產業及其對人類社會的影響有所瞭解,並能夠將晦澀、深奧的量子知識轉化成生活常識。

好的,這是一本名為《星際航行:文明的邊界與遠徵》的圖書簡介: --- 《星際航行:文明的邊界與遠徵》 一、 引言:群星間的召喚 自古以來,人類便仰望夜空,夢想著觸及那些遙不可及的光點。我們對未知的好奇心從未止息,這種渴望驅使著我們探索更深遠的宇宙。本書《星際航行:文明的邊界與遠徵》,並非僅僅描繪科幻式的太空旅行,而是深入剖析人類文明邁嚮星際時代的必然性、技術挑戰、社會結構重塑以及哲學倫理睏境的宏大敘事。它是一份麵嚮未來的藍圖,也是一則對人類自身局限性的深刻反思。 二、 核心主題:超越地球的生存策略 地球,作為人類文明的搖籃,其資源和承載力終將麵臨極限。本書開篇便提齣瞭一個無可迴避的議題:如何確保物種的永續生存?我們探討瞭多行星物種(Multi-planetary Species)的必要性,並詳細論證瞭為何星際航行不再是可選項,而是生存的必選項。 第一部分:驅動力與初期探索 這一部分聚焦於驅動人類走嚮星際的內在動力——從資源稀缺到對知識的終極渴求。我們將迴顧二十一世紀中葉太空探索的重大突破,特彆是關於可控核聚變推進係統(Fusion Drive)的理論驗證與工程化初期階段。 深空能源革命: 詳細介紹瞭“脈衝等離子體推進”和“反物質輔助引擎”的技術路綫圖,分析瞭它們在實現亞光速飛行中的關鍵瓶頸與潛在的解決方案。 地月係與火星殖民的“第一代跳闆”: 分析瞭月球資源開采(如氦-3)對地球能源轉型的意義,以及火星作為人類第二個永久定居點的初期社會構建模型——一個在極端環境下誕生的新生社會形態。 三、 技術的硬性壁壘與工程的奇跡 星際航行麵臨的技術挑戰是空前的,本書用嚴謹的科學態度,拆解瞭這些挑戰。我們不迴避睏難,而是將其視為創新的催化劑。 第二部分:跨越光年的工程學 世代飛船(Generation Ships)的社會工程學: 對於需要數百年纔能抵達最近恒星係統的任務,飛船本身就是一個自我維持的微型生態係統。本書著重分析瞭在封閉循環係統中如何維持社會穩定、基因多樣性、以及文化傳承的復雜難題。我們研究瞭“時間錯位效應”對飛船上後代心理認知的影響。 休眠與冷凍技術(Cryosleep & Stasis): 探討瞭生物學上如何剋服長期休眠帶來的細胞損傷與意識重構問題。不僅關注技術本身,更關注被冷凍者在漫長旅途中的“時間哲學”——當他們醒來,麵對一個可能已發展齣全新科技的母體文明時,如何重新定位自我? 極端防護與導航: 宇宙射綫的防護材料創新(如主動電磁屏蔽),以及在星際介質中進行超遠距離、高精度導航的技術方案,包括基於脈衝星計時器的“星標定位係統”。 四、 文明的拓撲學:星際社會形態 當人類文明不再局限於太陽係,文明的定義本身也將被重塑。本書將大量篇幅用於探討“星際社會拓撲學”。 第三部分:新世界的構建與倫理邊界 第一接觸理論: 深入分析瞭發現地外生命(無論智能與否)對人類自身認知的衝擊。我們提齣瞭“三層信息過濾模型”,用以應對潛在的哲學或生物學上的“汙染”或“啓示”。 殖民地的自主性與宗主國關係: 當殖民地在遙遠的恒星係發展齣數個世代後,他們與地球文明(或曰“起源地”)的關係將如何演變?本書模擬瞭基於通信延遲和環境差異導緻的政治分離模型,探討瞭“星際聯邦”的可能形態,以及“文化漂移”在數百年間對語言、習俗的徹底改變。 後人類主義的辯論: 在改造自身以適應外星環境的過程中,人類是否還應被稱為“人類”?基因編輯、仿生植入和意識上傳,這些技術如何重新定義生命與存在的本質,是本書哲學思辨的核心之一。 五、 遠徵的終點:係外世界的生態與挑戰 本書的最後一部分,將目光投嚮瞭人類最終的目的地——宜居係外行星。 第四部分:新傢園的適應與共存 係外行星的生態適應: 詳細分析瞭不同G型、K型恒星係統下的行星氣候模型,以及人類如何利用生物工程技術改造當地的微生物環境,實現“可控的地球化”(Terraforming),而非粗暴的改造。 資源獲取與本地化生存: 闡述瞭如何在不依賴地球補給的情況下,利用當地的礦物和大氣成分,實現自給自足的工業基礎——從行星級的3D打印製造到本地能源網絡的構建。 曆史的重演與警示: 最終,本書以嚴肅的筆調提醒讀者,星際航行是人類文明的偉大飛躍,但它也可能重演地球上曆史上的徵服與衝突。我們能否帶著教訓,在新的星係中建立一個真正可持續、公正的社會?這是每一位未來的星際航行者必須迴答的終極問題。 結語:永恒的旅途 《星際航行:文明的邊界與遠徵》旨在提供一個全麵、深入且充滿思辨性的框架,引導讀者思考人類文明在宇宙尺度上麵臨的機遇與責任。它不僅是技術愛好者的指南,更是所有對人類未來命運抱有深切關懷者的必讀書籍。群星閃耀,而我們正站在起跑綫上。 ---

著者信息

張慶瑞,曾任臺灣大學代理校長,目前任中原大學物理學係講座教授,主要研究量子計算及其應用、自鏇電子學、拓撲絕緣體與二維電子係統的自鏇傳輸、磁性體的動態翻轉機製等。他長期從事物理學的教學與研究,尤其注重物理學的工業應用,是國際電氣和電子工程師協會會士(IEEE Fellow)、美國物理學會會士(APS Fellow),目前擔任中原大學-富士通計算中心主任。他在磁學、電子學、量子資訊等領域多有建樹,其在工業領域的貢獻獲得瞭業界的高度讚賞,頗具權威性。

圖書目錄

第一章
量子霸權已經降臨
第一節  知識應用推動的歷次科技革命 · 003
第二節  “第二次量子科技革命”齣現的背景與特色 · 009
第三節  後矽榖時代的全球量子科技競賽 · 013
第四節  量子電腦的分類與產業近況 · 018
小  結 · 020
 
第二章
從量子論到量子力學
第一節  思想起源及時代背景 · 031
第二節  原子模型的演化過程 · 042
第三節  量子力學的崛起 · 046
 
第三章
高維度的數學空間
第一節  量子態與複數空間 · 063
第二節  嚮量空間與希爾伯特空間 · 067
小  結 · 072
 
第四章
可逆量子運算
第一節  可逆與不可逆過程 · 077
第二節  “麥剋斯韋妖”與熵的關係 · 083
第三節  資訊熵的意義與影響 · 086
第四節  可逆的量子電腦 · 092
小  結 · 095
 
第五章
量子比特與量子電腦
第一節  量子的特性 · 101
第二節  量子圖靈機 · 105
第三節  量子比特 · 110
第四節  量子邏輯門與預言機 · 118
第五節  低溫電子學 · 124
第七節  量子電腦的種類 · 132
第八節  量子糾錯與容錯 · 135
小  結 · 137
 
第六章
量子演算法
第一節  什麼是演算法 · 143
第二節  量子演算法 · 146
第三節  如何開始量子計算 · 164
小  結 · 169
 
第七章
量子計算應用
第一節  量子計算現況 · 175
第二節  量子計算應用領域 · 181
小  結 · 199
 
第八章
量子計量學與量子感測器
第一節  特殊的生物量子傳感 · 205
第二節  計量與傳感 · 206
小  結 ·  219
 
第九章
量子通信與量子互聯網
第一節  加密傳輸的重要性 ·  225
第二節  量子加密 ·  231
第三節  量子通信 ·  236
第四節  量子互聯網 ·  244
小  結 ·  248
 
第十章
量子教育與世界未來
第一節  量子常識與知識 ·  253
第二節  量子遊戲與量子科幻 ·  255
第三節  量子教育 ·  263
第四節  後矽榖時代的量子新世界 ·  267
小  結 ·  271
 
附錄一  全球主要國傢或地區量子科技發展現狀  ·  277
附錄二  全球主要公司的量子科技發展現狀

圖書序言

  • ISBN:9787500172390
  • 規格:平裝 / 295頁 / 16k / 19 x 26 x 1.48 cm / 普通級 / 單色印刷 / 1-1
  • 齣版地:中國

圖書試讀

用户评价

评分

關於十九世紀末歐洲知識分子群體中“虛無主義”思潮的傳播路徑及其在文學作品中的體現,這本批判性研究給我帶來瞭極大的思想衝擊。作者跳齣瞭傳統的哲學史框架,而是從“知識精英的集體焦慮”這一社會心理學角度切入。他沒有糾纏於尼采或叔本華哲學的形而上學辯論,而是關注這些思想是如何通過沙龍文化、小眾期刊和咖啡館辯論,像一種“傳染病”一樣在巴黎、柏林和倫敦的上流知識圈層中蔓延的。書中對當時報刊插畫和諷刺漫畫的解讀尤其精彩,那些看似戲謔的圖像,實則蘊含著對既有道德和信仰體係徹底崩塌的恐懼與接受。文字辛辣、觀點尖銳,充滿瞭對布爾喬亞階層僞善的嘲諷,讀起來酣暢淋灕,但同時也讓人感到一種徹骨的寒意——那種對意義真空的集體麻木。這本書的價值不在於提供答案,而在於它極其有效地幫助讀者診斷瞭那種“現代性早衰”的病癥,是理解現代頹廢美學源頭的一把鑰匙。

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關於新藝術運動中錶現主義流派如何滲透進室內設計與建築美學的這本畫冊兼評論集,簡直是視覺上的盛宴。它不是那種乾巴巴的學術專論,而是將理論分析融入瞭大量高清的、從未公開過的檔案照片之中。翻開這本書,仿佛直接穿越迴瞭二十世紀初的維也納和德纍斯頓。作者的筆觸極為細膩,尤其擅長捕捉光影在特定幾何形體上的戲劇性效果。比如,書中對比分析瞭霍夫曼和剋裏姆特在色彩運用上的異同,指齣錶現主義的“內在焦慮”是如何通過扭麯的綫條和非對稱的布局被巧妙地“軟化”並引入日常生活的。排版設計本身就是一件藝術品,字體選擇、留白的處理,都完美呼應瞭書中所討論的設計原則,這本身就是一種高明的緻敬。對於那些癡迷於材質肌理和空間氛圍營造的設計師來說,這本書提供的靈感是立竿見影的。它讓我重新思考“實用性”與“情感錶達”之間的平衡點,不再把傢具或建築僅僅視為功能容器,而是情感投射的載體。

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這部探討全球氣候變化與地緣政治交織的非虛構作品,簡直就是一本教科書級彆的國際關係分析指南。作者采用瞭極為紮實的研究方法,通過梳理過去五十年間水資源稀缺與能源轉型衝突的關鍵節點,構建瞭一個復雜的相互作用模型。我特彆欣賞其敘事風格的剋製與精準,沒有過度的煽情,完全依靠冰冷的數據和無可辯駁的史實來推進論點。例如,書中對“藍色石油”(淡水資源)在特定乾旱年份如何成為地區衝突的導火索,進行瞭近乎檔案挖掘式的還原,每一處引文都標注得清清楚楚,讓人不得不信服。書中對“氣候難民”這一概念的社會學解讀也很有新意,它不再僅僅是一個人道主義問題,而上升到瞭國傢安全和主權邊界的層麵。唯一的遺憾是,在探討跨國閤作機製的構建時,似乎有些過於樂觀地假設瞭各國間利益的趨同性,在現實的權力博弈麵前,這種理想主義的色彩稍顯單薄。但即便如此,它依然是理解未來數十年國際衝突驅動力的必備讀物,其信息密度之大,足以讓人在閱讀過程中需要頻繁停下來做筆記。

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剛翻完手頭這本關於人工智能倫理和未來社會形態的書,感觸頗深。作者對“強人工智能”的潛在社會衝擊進行瞭非常細緻的推演,尤其是在勞動力市場結構性變革這部分,描繪瞭一幅既令人振奮又隱隱不安的圖景。書中並沒有過多糾纏於晦澀的算法細節,而是將焦點放在瞭決策權讓渡給機器這一核心議題上。我印象最深的是他對“責任主體模糊化”的論述,當自動駕駛的事故發生,或是AI係統做齣瞭影響重大的金融決策時,責任該如何界定?法律框架的滯後性在科技飛速發展麵前顯得尤其脆弱。作者引用瞭大量曆史案例,比如工業革命初期工人對新技術的抵觸與適應過程,來類比我們現在麵臨的挑戰,這種曆史的縱深感讓冰冷的科技討論變得有溫度起來。當然,書中對於解決方案的探討略顯保守,更多是呼籲跨學科的對話,而非提齣具體的、可立即執行的政策藍圖,或許這也是作者的謹慎之處吧。總的來說,這是一本發人深省的著作,尤其適閤那些對科技進步抱有宏大願景,但又希望保持清醒批判視角的讀者。它成功地將我們從對“更快、更強”的盲目追逐中拉迴來,讓我們重新審視“我們想要一個什麼樣的未來”。

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我最近讀瞭一本關於古代絲綢之路沿綫小型聚落文明衰落的考古學專著,這本書的學術嚴謹性令人肅然起敬。作者團隊花費瞭十多年的時間,通過最新的同位素分析技術,試圖重建那些被主流曆史敘事忽略的遊牧民族的日常飲食結構與遷徙模式。書中對於陶器碎片、骨骼微痕的解讀達到瞭令人發指的細緻程度,比如通過對特定礦物殘留分析,推斷齣某個部落在特定年份可能遭受瞭水源汙染。這種基於物質證據的“微觀曆史”構建,極大地補充瞭宏大敘事留下的空白。它挑戰瞭傳統上將絲路視為一條單一貿易動脈的觀點,而將其描繪成一個由無數條動態、脆弱的支綫構成的復雜生態係統。敘事節奏偏慢,充滿瞭對專業術語的精確定義,對於非專業讀者可能需要查閱不少背景資料,但一旦進入作者構建的世界,那種從塵土中復原文明的震撼感是無與倫比的。它展現瞭曆史研究最純粹、最令人著迷的一麵——即對“真實”的執著探求。

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