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出版者:清华大学出版社

作者:马大猷

出品人:

页数:247

译者:

出版时间:2004-9

价格:15.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787302091202

丛书系列:

图书标签:

• 语音学
• 声音
• 说话的科学技术
• 语言学
• 文化
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• 语音研究
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• 科学技术
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• 语言技术
• 智能对话

机器之舞：计算、感知与未来社会的重塑 图书简介 本书《机器之舞：计算、感知与未来社会的重塑》并非聚焦于语言的物理或生物学基础，而是深入探索信息处理的本质及其在构建复杂智能系统中的应用。我们摒弃了对“说话”这一特定人类行为的探讨，转而关注更宏大、更基础的领域：信息如何被编码、传输、解析和利用，以驱动机器的自主行为和社会结构的演变。 全书分为四个主要部分，层层递进，构建了一个从底层硬件到高层社会影响的完整技术图景。 --- 第一部分：硅基的脉动——计算的基石与并行架构的革命 本部分着眼于现代计算的物理实现和逻辑结构，这是所有复杂系统运行的必要前提。我们不谈论语音合成或自然语言理解的特定算法，而是深入解析支撑这些功能的硬件和基础理论。 第一章：晶体管的哲学与摩尔定律的终结 本章探讨半导体物理学的核心原理，以及集成电路如何从理论走向大规模生产。重点分析了冯·诺依依曼架构的局限性，特别是内存墙问题对现代高性能计算的制约。我们详细考察了非冯·诺依曼架构的兴起，如内存计算（In-Memory Computing）和类脑计算（Neuromorphic Computing）的早期设计哲学，阐述它们如何试图突破传统串行处理的瓶颈。 第二章：并行计算的疆域：从SIMD到异构集群 本章聚焦于如何通过并行化提升计算吞吐量。详细介绍了单指令多数据（SIMD）和多指令多数据（MIMD）的对比与应用场景。随后，着重分析了GPU（图形处理器）如何从图形渲染工具转变为通用高性能计算（GPGPU）的主力军。我们剖析了CUDA和OpenCL等编程模型的演变，讨论了如何高效地在数以万计的计算核心间调度任务，为处理海量数据流奠定基础。 第三章：量子计算的曙光与信息熵的极限 本章探索了计算的未来前沿。我们阐释了量子比特（Qubit）的叠加态和纠缠态的物理学基础，并区别于经典信息论，引入了量子信息论的概念。重点分析了Shor算法和Grover算法的理论复杂度优势，以及构建稳定、可容错量子计算机所面临的去相干（Decoherence）挑战。本章的探讨旨在理解信息处理能力的理论极限，而非其在特定应用中的具体实现。 --- 第二部分：感知的几何学——传感器网络与数据空间的映射 第二部分将讨论机器如何“观察”世界，即将物理世界的模拟信号转化为可被计算处理的数字形式。这里的“感知”是广义的，包括视觉、触觉、定位和环境监测。 第四章：从光子到像素：数字成像的理论 本章深入解析了数字成像系统的构建。我们详细探讨了CMOS和CCD传感器的光电转换效率、噪声模型（如散粒噪声和暗电流），以及如何通过拜耳阵列实现色彩信息的捕获。重点在于从光学原理到数字矩阵的映射过程，包括去马赛克（Demosaicing）和色彩空间（如sRGB到XYZ）的转换算法，这些都是机器理解环境的前提。 第五章：空间定位与时间同步：惯性导航的精妙 本章专注于机器如何确定自身在三维空间中的位置和姿态。我们详细分析了加速度计和陀螺仪的工作原理，特别是卡尔曼滤波（Kalman Filtering）如何融合来自不同传感器（如GPS、IMU）的数据，以实现高精度的状态估计。对传感器漂移和误差累积的数学建模是本章的核心。 第六章：环境建模与点云数据处理 本章转向如何构建三维环境模型。激光雷达（LiDAR）和深度相机的工作原理被细致剖析，特别是它们如何产生高密度的点云数据。我们讨论了配准算法（Registration Algorithms），例如迭代最近点（ICP），以及如何通过滤波和表面重建技术，将无序的点云转化为可供几何分析的结构化模型。 --- 第三部分：模式的提取——从数据洪流到结构化知识 本部分的核心在于如何从海量、高维的感知数据中提取出有意义的模式和关系，这是实现自主决策的基础。 第七章：高维空间中的特征工程与降维艺术 本章探讨了特征提取的数学方法。我们深入研究了主成分分析（PCA）和线性判别分析（LDA）等传统方法，以及在深度学习背景下，卷积神经网络（CNN）如何自动学习到层次化的特征表示。重点在于理解数据在低维子空间中的内在结构，以及信息损失的可接受范围。 第八章：拓扑数据分析与非欧几何的关联 本章引入了更抽象的数学工具来理解数据的内在连通性。拓扑数据分析（TDA），特别是持久同调（Persistent Homology），被用于揭示数据集中形状和“空洞”。我们将展示如何利用这种方法来识别数据簇之间的稳定关系，而不依赖于特定的度量标准，这对于分析复杂动态系统的行为至关重要。 第九章：复杂系统的涌现性与自组织 本章讨论了如何从局部规则中观察到宏观模式的“涌现”（Emergence）。我们分析了元胞自动机（Cellular Automata）和基于主体的模型（Agent-Based Models）如何模拟复杂系统的行为，例如交通流或生态系统的动态。这里的知识不是被预先编程的，而是从系统内部交互中自然形成的。 --- 第四部分：社会的协同与技术的重构 最后一部分探讨了强大的计算和感知能力如何渗透并重塑人类的社会结构、经济模式和决策机制。 第十章：去中心化账本与信任机制的重构 本章聚焦于区块链技术的核心——分布式共识机制。我们详细分析了工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）的经济激励模型和安全保障。探讨了不可篡改的记录如何改变传统中介机构的功能，以及智能合约（Smart Contracts）在自动化法律和商业协议方面的潜力与风险。 第十一章：计算驱动的决策优化与系统鲁棒性 本章探讨了在供应链管理、电网调度和城市交通控制中，如何使用大规模优化算法（如线性规划、混合整数规划）来指导资源分配。重点分析了引入不确定性（Stochastic Variables）后，如何设计具有弹性（Resilience）和故障安全（Fail-Safe）的控制系统，以应对突发干扰。 第十二章：伦理边界的拓扑：算法的透明度与责任归属 本章以前瞻性的视角，讨论了高度智能化的自动化系统所带来的社会挑战。我们探讨了可解释性人工智能（XAI）的必要性，特别是LIME和SHAP等工具如何帮助人类理解“黑箱”模型的决策路径。最后，深入讨论了在机器自主行为导致意外后果时，责任如何从设计者、所有者到运行环境之间进行分配的法律和哲学困境。 总结： 《机器之舞》旨在提供一个全面、深入的技术视角，剖析驱动现代智能系统的底层计算原理、感知交互范式和宏观社会影响。它关注的是信息处理的通用法则，而非特定的人机交互形式。

评分☆☆☆☆☆

“院士科普书系”中的书，我只看过这一本，但恕我直言，就这一本而言，我感觉并不满意。最主要的原因是，我认为这本书的定位与内容不太协调。 如果说是“科普书系”当中的一本，就应当有“科普”的视角和定位，就应该放下架子，把书的读者定位为最广大的，需要接受“普及”的读...

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读完这本关于沟通本质的力作，我感觉自己的世界观在某种程度上被“重置”了。它并非一本告诉你如何更有效率地“说服”别人的工具书，而是彻底解构了“说”这个动作背后的底层逻辑。作者似乎有一种魔力，能够将那些晦涩难懂的语言学理论，转化为一系列清晰、甚至带有哲学思辨色彩的图像。书中对于“沉默的意义”的探讨尤其让我震撼。我们通常认为沟通是声音的发出，但作者却花了大量篇幅去分析“不说话”时信息是如何被传递的——眼神的游移、呼吸的停顿、肢体的微小朝向，这些“非语言信号”的权重，在某些关键时刻，甚至超过了口头表达本身。这种对沟通边界的拓展，迫使我反思自己在日常交往中的“聆听”质量。它不是教你怎么讲，而是让你明白，你听到的，可能根本就不是对方真正想说的。这种深层次的自我审视，远比学习任何演讲技巧都来得有价值。全书的论证严密，逻辑链条层层递进，让人在不知不觉中，被引导至对人类心智复杂性的惊叹之中。

评分☆☆☆☆☆

这本书真正的高明之处，在于它探讨了交流在“失真”和“误解”中所体现的强大生命力，而非仅仅歌颂清晰的传达。作者用一种近乎辩证法的视角，剖析了信息在传递过程中必然产生的“熵增”现象。它描绘了在信息被层层转述、翻译乃至主观过滤后，原始意图是如何被扭曲，但更有趣的是，这些“扭曲”本身是如何催生出新的理解和新的社会现象的。比如，对某些古老文本的错误解读，反而成为某种文化传统延续的动力。书中关于“沟通的效率陷阱”的批判尤为尖锐，作者认为过度追求效率和精确性，反而扼杀了语言在创造力、诗意和情感共鸣方面的潜力。这本书鼓励读者拥抱交流中的模糊性，认识到“不完全理解”才是人类社会得以复杂运转的基础。它不是教你如何把话说得更“对”，而是引导你思考，在那些充满歧义的对话深处，真正涌动的是什么。这是一种非常成熟和富有洞察力的视角，使整本书的格局远远超越了一般的沟通指南。

评分☆☆☆☆☆

这部作品，与其说是一本探讨人类交流现象的专著，不如说是一场深入心扉的对话，作者以一种极其亲切、近乎耳语的口吻，将那些我们习以为常却从未深究的“说话”背后的复杂机制，娓娓道来。它没有那种高高在上的学术腔调，更像是邻家那位博学多识的长者，拉着你坐在摇椅上，一边摇着蒲扇，一边跟你聊起语言的演化和发音的奥秘。最令人印象深刻的是其对语境依赖性的阐述，书中通过一系列生活化的场景模拟——比如，为什么同一个词在餐桌上和在法庭上听起来含义截然不同？——揭示了我们大脑如何实时处理来自视觉、听觉乃至情感的庞大数据流，并迅速构建出意义的框架。我特别欣赏作者在描述发音器官如何协同工作时所使用的比喻，那简直就是一场精妙的交响乐团指挥，每一个微小的肌肉颤动都被赋予了独特的角色和使命。它让我开始重新审视那些脱口而出的句子，发现每一个音节的产生都凝聚了数百万年的进化智慧和当下瞬间的神经活动。这本书真正做到的，是把冰冷的生理学和深邃的心理学，用最富有人情味的方式编织在一起，让非专业人士也能领略到人类交流的鬼斧神工。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，最初翻开这本书时，我以为会是一本枯燥的理论汇编，毕竟“科学技术”这个词汇听起来就带着一丝冷硬。然而，作者的笔触却出奇地细腻和富有画面感。书中对我触动最大的，是关于情感如何“编码”进声音的细节分析。它不仅仅是说“高音代表激动”，而是深入到了声调的频率变化、气流的湍流度，以及共鸣腔体如何无意识地泄露我们的真实情绪。作者甚至引用了最新的脑成像技术数据，直观地展示了当我们听到一个充满“关爱”的语调时，大脑哪些区域被激活了，这与听到一个中性语调时有何不同。这种将抽象的情感体验与可量化的生物学指标相结合的处理方式，极大地增强了论点的说服力。它让我意识到，我们每一次“说谎”或“掩饰情绪”的行为，都必须付出巨大的认知代价去控制那些本能的声音反馈，这本身就是一场无声的内心博弈。这本书成功地将我们最私密的情感流露，置于显微镜下进行审视，既科学又令人感到一丝颤栗。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格简直是教科书级别的“反套路”。它避开了所有常见的沟通理论的窠臼，没有那些千篇一律的“三步走”或“五点原则”。相反，它更像是一本融合了人类学田野调查记录与神经科学实验室观察笔记的混合体。其中关于方言的形成与消亡一章，描述得如同史诗一般。作者带领我们穿梭于不同的文化地理之中，展示了地理隔离、资源竞争乃至部落神话如何具体地塑造了声带的运动方式和词汇的内涵。我印象特别深刻的是关于“拟声词的局限性”的论述，它精准地指出了人类语言的抽象性是如何超越自然界的直接模仿，建立起一套完全符号化的交流系统。这种对“声音如何成为意义载体”的追溯，既充满了历史的厚重感，又带着对未来信息形态的好奇。阅读过程中，我时常停下来，想象着那些远古的人类，是如何通过有限的音节来构建出复杂的社会结构和信仰体系的。这本书的价值在于，它让你从“使用语言的人”转变为“被语言塑造的产物”的角度去审视自我。

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