描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787121363856
本书是一本高度浓缩的科普读物，内容涵盖了量子信息技术、引力波、冷原子钟、超级高铁、智慧城市、可见光通信、虚拟现实、机器人、神经形态芯片、无人机、自动驾驶、视觉搜索、自适应安全架构、能源互联网、无线输电、全球Wi-Fi、石墨烯、3D打印等高新技术。书中既生动形象地介绍了相关技术的内涵，又科学理性地分析了相关产业发展现状与未来发展趋势。书中采用通俗易懂的语言，预测和描绘着我们的未来，旨在为读者呈现一副副丰富多彩的高科技画卷，为科技和行业分析起到抛砖引玉的作用。本书主要面向科研工作者、科技爱好者、产业研究人员，以及大学生创业者。
第1章
Chapter 1
科技与未来的关系//1
01 如何从科技发展预测未来 //2
02 高新技术 //9
03 关于本书 //11
第2章
Chapter 2
量子：未来超乎想象//12
01 什么是量子信息技术 //13
02 量子信息技术将如何引发技术变革 //14
03 量子信息技术的发展现状 //16
04 对经济和社会的影响 //21
第3章
Chapter 3
引力波探测：感知时空脉动//24
01 什么是引力波 //25
02 引力波探测装置的发展 //26
03 发现引力波的意义和可能产生的影响 //29
第4章
Chapter 4
冷原子钟：助力空间探索//32
01 什么是冷原子钟 //33
02 冷原子钟可以做什么 //35
03 冷原子钟的意义 //37
第5章
Chapter 5
你能做的，机器人也可以//41
01 什么是机器人 //42
02 机器人涵盖哪些技术领域 //44
03 应用领域与产业发展现状 //45
04 对经济和社会的影响 //49
05 结语 //53
第6章
Chapter 6
神经形态芯片：后摩尔时代的新选择//54
01 神经形态芯片是什么 //55
02 神经形态芯片与传统芯片的区别 //56
03 国内外研究及产业发展现状 //59
04 神经形态芯片可能带来的影响 //65
第7章
Chapter 7
技术日趋成熟，民用无人机产业开始起飞//68
01 无人机及相关技术 //69
02 民用无人机的应用领域有哪些 //70
03 无人机产业发展现状 //73
04 对经济和社会的影响 //75
第8章
Chapter 8
自动驾驶：技术进步与社会变革//77
01 何为自动驾驶汽车 //78
02 产业发展现状 //81
03 对经济和社会的影响 //86
第9章
Chapter 9
跑得过飞机的高铁//91
01 中国高铁发展现状 //92
02 可能应用于未来的高铁技术 //93
03 对经济和社会的影响 //100
第10章
Chapter 10
人机交互新模式：VR/AR/MR产业逐渐形成//102
01 什么是虚拟现实、增强现实、混合现实技术 //103
02 虚拟现实、增强现实、混合现实技术可以做些什么 //104
03 产业发展现状 //105
04 对经济和社会的影响 //112
第11章
Chapter 11
移动搜索的未来—视觉搜索//115
01 什么是视觉搜索 //116
02 视觉搜索能做些什么 //119
03 产业发展现状 //122
04 对经济和社会的影响 //124
第12章
Chapter 12
非视距成像：能隔墙视物的“相机”//127
01 隔墙视物技术是什么 //128
02 非视距成像技术的发展历程与现状 //130
03 应用前景 //132
第13章
Chapter 13
自适应安全架构//134
01 什么是自适应安全架构 //135
02 自适应安全架构可以做什么 //138
03 产业发展现状及前景 //140
第14章
Chapter 14
能源互联网：开启一次工业革命//151
01 什么是能源互联网 //153
02 能源互联网的实施及特点 //157
03 能源互联网是产业升级还是一场人类能源利用方式的革命 //158
04 能源互联网的发展优势 //159
05 发展前景 //161
第15章
Chapter 15
无线输电：一项让距离消失的技术 //165
01 无线输电技术的发展历程 //166
02 无线输电技术的基本原理 //169
03 无线输电技术的主要应用领域 //171
04 无线输电的发展趋势 //174
第16章
Chapter 16
智慧城市：具备“大脑”的城市//178
01 什么是智慧城市 //179
02 智慧城市的要素 //181
03 智慧城市的历史发展沿革 //183
04 对社会和经济的影响 //187
第17章
Chapter 17
全球Wi-Fi覆盖，谷歌的“阳谋”与“阴谋”//188
01 什么是Wi-Fi全球覆盖 //189
02 谷歌的Wi-Fi全球覆盖之路 //190
03 Wi-Fi全球覆盖面临的问题 //192
04 对经济和社会的影响 //194
05 结语 //196
第18章
Chapter 18
可见光通信：点亮未来//197
01 什么是可见光通信 //198
02 国内外可见光通信发展情况 //199
03 可见光通信的特点 //205
04 可见光通信的产业方向 //206
05 可见光通信对经济和产业的影响 //209
第19章
Chapter 19
颠覆硅时代的21世纪神奇材料—石墨烯//212
01 什么是石墨烯 //213
02 石墨烯的应用与技术发展 //214
03 产业发展现状 //216
04 对经济和社会的影响 //223
第20章
Chapter 20
3D打印：制造业未来的技术//226
01 什么是3D打印技术 //227
02 3D打印的技术基础 //228
03 3D打印的应用前景 //230
04 未来市场空间预测 //235
05 典型应用案例 //239
第21章
Chapter 21
未来图景//241
01 设想未来的某个场景 //242
02 人类的想象关乎未来 //244
参考文献 //245
序言
PREFACE
今天，21世纪已经过去五分之一。在这20年的时间里，我们的世界发生了深刻变革。从没有一场变革如此让我们振奋：科技的迭代与颠覆交替进行，其速度与频率之快犹如一条“疯狗”，追得我们连喘口气的时间都没有。
我们见证了量子霸权的实现，见证了引力波被证实，见证了人工智能战胜人类围棋冠军。一切变化悄无声息，却又不期而遇，深刻影响并重塑我们的生活。不知从何时开始，我们几乎不再用书信交流了，取而代之的视频通话成为日常，移动支付无所不在，电池技术的进步让新能源汽车成为普通人的座驾，自动驾驶技术让无人驾驶车辆行驶在道路上……虚拟现实、量子科技、机器人、石墨烯、新能源、3D打印等新技术、新材料层出不穷，令人眼花缭乱。
信息革命，开启了网信时代。世界日益成为端到端的数字连接的世界：人、机、物三元世界互联互通，认知、物理、信息域三域互动，更加凸显了网罗一切、虚实融合、协同共享、时空压缩、深入智能五个特点，呈现出高度不确定、不稳定和更加复杂的特点。
网信时代，彰显了连接的强大力量。节点因为自己的独特价值而被连接，具有自主性和竞争力。节点可以是一名优秀的科学家、一个科研院所、一个企业，甚至是一个区域、一个国家。任何一个节点都强调独特的价值、自主性和竞争力，由此增加被连接的机会，为世界创造更大的价值。与节点相比，连接更强调其连接的力量，连接的协同性和吸引力。没有力量，连接就不存在；没有协同性和吸引力，就难以构成生态，吸引有价值的节点加入。
网信时代全球连接、演进发展、能力涌现的体系性特征日益凸显，引领产业基础高级化和产业链现代化。例如，半导体价值链在每个环节差不多有25个国家作为直接供应链参与其中，23个国家作为支撑性职能参与其中；一个消费类电子产品的核心芯片，差不多在100多天里跨越70多次或者更多次国际边界，其中包括3次完整的环球旅行。
体系是相互依赖的系统的集成，通过这些系统的关联与连接来满足一个既定的能力需求。去掉组成体系的任何一个系统都将会在很大程度上影响体系整体的效能或能力。每一个体系都有自己的运行独立性、管理自主性、物理分布性、能力涌现性、发展进化性。每个系统不应干预其他系统内部的运行，而应更多关注系统相互之间的关系。系统的连接催生能力的涌现，多元能力的叠加产生更为强大的能力，推进科技创新的持续演进。
如果对下一个20年进行展望，科技的未来在哪里？
对此，有人十分悲观且沮丧。几乎所有的科技进步都是在已有理论上的应用和改进。像牛顿力学、爱因斯坦相对论一样的重大突破还未现端倪。像电磁理论、量子理论一样的重量级理论也未出现。就连划时代的发明也已经很久远了。我们距离台计算机的发明已经70多年了。美国经济学家、乔治梅森大学经济系教授泰勒?考恩在其畅销书《大停滞》一书中谈到，从20世纪70年代开始，人类的科技进入了一个“高位停滞期”。人类许多的重大科技发明，像电、电话、汽车、火车、飞机、打字机、照相机、药品器材等发明都是在1940年以前完成的。“我们的今天除了看上去很神奇的互联网之外，广义的物质生活层面并没有比1953年强很多。”
其实大可不必如此悲观。因为连接的力量为科技创新提供源源不断的动力。20世纪90年代末，受制于干式微影技术的限制，摩尔定律的延续被卡在光刻机的193纳米的光源波长上面。2002年台积电的工程师林本坚提出“浸润式光刻”技术方案，顺利将制程拓展到如今的5纳米，并向着3纳米、2纳米极限挺进。
在需求导向中解决问题，在解决问题中发现新的需求，问题导向与需求导向相互促进，引领着科技创新的根本方向。
在芯片领域，中国一直沿着制程的高速路“玩命奔跑”，目前已成功实现了14纳米的突破，但是7纳米、5纳米如何办犹未可知。一旦遇到外部封锁，就好像高速公路突然被掘断了，我们只能在路上干等着。
其实，制程这条路终将遇到物理的极限而被关闭。这是一个世界共同面对的问题：摩尔定律失效后怎么办！摩尔定律，是一条芯片朝着更高精度的工艺线方向发展规律的总结。1965年摩尔提出摩尔定律时，他的原文第3页上还有另外一个计划，现在成为美国创新的主流：围绕材料与集成、系统架构和电路设计三大支柱领域开展一系列创新性研究。在材料与集成领域，探索在无需缩小晶体管尺寸的情况下，利用新材料的集成突破现有集成电路性能难以提升的瓶颈；在系统架构领域，寻求利用通用编程结构，通过软/硬件协同设计构建专用集成电路；在电路设计领域，探索新的集成电路设计工具和设计模式，并以较低成本快速构建专用集成电路。
当既有技术路线走向极限时，意味着拐点即将出现。以前，我们沿着别人修建的高速公路往前跑，却发现公路突然断了头。为什么我们不能自己设计建造公路呢？
未来20年，科技创新的发展一定取决于三个要素的共同作用，即连接的力量、创新的方向与明晰的技术路线。中国作为一个科技大国，就是要按照习近平总书记所说的，面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，通过自主创新，选择自主的技术路线和技术体制，聚焦优势领域打造长板，发挥节点的独特作用，彰显自主性和竞争力。同时，也要发挥中国这个科技大国的连接的力量，开放包容、互惠共享，为世界贡献更多的创新成果；在开放合作中提升自身科技创新能力，使我国成为全球科技开放合作的广阔舞台，不断为世界的创新价值链赋能，与世界分享中国智慧和力量。
一切又将重新开始。探索无尽、未来已来！
中国工程院院士：吴曼青
二〇二一年二月五日于北京
前 言
FOREWORD
由于在科技公司工作的原因，笔者经常接触和讨论当前的科技发展动态。当听说某项科技又取得重大进展的时候，高兴之余，也常常思考这项科技成果会对我们未来的生活产生怎样的影响，并急切地想与读者分享我们的想法，让更多的读者参与到我们的讨论中。于是《科技预见未来》一书面世了。从2017年第1版面世以来，本书受到读者们喜爱的同时，还希望我们将这样的分享继续下去，根据科技发展趋势，出版第2版、第3版……今天，《科技预见未来》第2版带着这种意愿终于要与读者见面了，希望读者和我们一起继续探讨科技与未来，同时分享日新月异的科技带给我们的无尽想象与希望。
本书是一本高度浓缩的科普读物，内容涵盖了虚拟现实、冷原子钟、引力波、自动驾驶、高铁、无线输电、智慧城市、机器人、量子信息、可见光通信、石墨烯、3D打印、无人机、新能源等高新技术，从技术的定义与进展、相关产业发展趋势、技术对经济和社会的影响等角度进行分析、预测和描绘我们的未来。书中采用通俗易懂的语言，让普通读者无须耗费太多脑力也能看懂。
科技的发展正在按照自己的逻辑和方向前进。未来肯定还会有许多令我们惊奇的科技产生。读者在阅读之余，不妨大胆想象一下，10年、20年、50年后的你将会生活在一个什么样的世界。你也可以把这些想法记录下来，等10年后再打开看看，或许你现在的想象就是未来的现实。
感兴趣的读者可以将你们的发现和想法与我们分享，我们将在征得您同意的基础上对其进行修改完善，并编入下一版的《科技预见未来》中。
编写组邮箱[email protected]，联系人：好好先生。
本书由郝英好、安达、李睿深主编，缐珊珊、曾倬颖、计宏亮、赵楠、商志刚、严晓芳、白蒙、陈茜、李梦南等为副主编。本书在编写中得到了很多领导、同事和朋友的大力支持，在此表示衷心感谢！
由于时间、精力和能力有限，本书难免有错误和不足之处，还请读者不吝赐教。
编者
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