供电生产常用指导性技术文件及标准

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出版者:中国电力
作者:熊幼京,崔江流主
出品人:
页数:832
译者:
出版时间:2003-3
价格:123.00元
装帧:
isbn号码:9787508313481
丛书系列:
图书标签:
  • 供电生产
  • 技术指导
  • 电力标准
  • 电力系统
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具体描述

科技前沿与未来趋势:人工智能、量子计算与基因编辑的深度解析 本书聚焦于当代科技领域最引人注目、最具颠覆性的三大前沿技术——人工智能(AI)、量子计算与基因编辑技术。旨在为读者提供一个全面、深入且富有洞察力的视角,理解这些技术的基础原理、最新进展、潜在应用及其对人类社会可能产生的深远影响。 --- 第一部分:人工智能的深度进化与行业重塑 本部分深入探讨了人工智能从理论基石到实际应用的演进历程,特别关注近年来取得突破性进展的深度学习、生成式模型(如大型语言模型LLMs)以及具身智能的发展脉络。 1. 深度学习的底层逻辑与架构创新 我们将详细解析支撑现代AI系统的核心算法:卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)及其变体(如LSTM、GRU),并重点剖析Transformer架构的革命性意义。内容将涵盖自注意力机制(Self-Attention)的工作原理、模型的并行化训练策略,以及如何通过超参数优化和正则化技术来解决过拟合问题。对于计算机视觉(CV)领域,我们将分析实例分割、目标检测的最新SOTA模型(如YOLO系列的迭代与DETR架构的兴起);在自然语言处理(NLP)方面,则侧重于预训练模型的规模化效应、指令微调(Instruction Tuning)和对齐技术(Alignment)。 2. 生成式AI的崛起与多模态融合 生成式AI是当前最热门的领域。本书将详述扩散模型(Diffusion Models)在图像生成中的数学基础和采样过程,并对比生成对抗网络(GANs)的优缺点。更重要的是,我们将探讨如何实现文本、图像、音频乃至视频的跨模态生成与理解。具体内容包括多模态对齐技术(如CLIP)、神经辐射场(NeRF)在三维内容生成中的应用,以及构建稳定、可控、高质量内容生成系统的工程挑战。 3. 具身智能与通用人工智能的探索 本书将超越纯软件模型的讨论,迈向物理世界的交互。具身智能(Embodied AI)是实现通用人工智能(AGI)的关键路径之一。我们将分析强化学习(RL)在机器人控制中的应用(如决策制定、运动规划),以及如何利用大规模预训练模型增强机器人的环境感知、推理和操作能力。讨论的重点将放在如何设计有效的奖励函数、处理现实世界中的传感器噪声和物理约束,以及模拟环境到真实世界的迁移(Sim2Real)。 4. AI伦理、安全与治理 随着AI能力的增强,伦理和安全问题日益凸显。本部分将系统梳理AI偏见(Bias)、可解释性(XAI,侧重于LIME、SHAP等方法)的挑战。特别关注大型模型面临的“幻觉”(Hallucination)问题、对抗性攻击(Adversarial Attacks)的防御策略,以及各国政府和国际组织在制定AI监管框架(如数据主权、知识产权归属)方面的最新实践。 --- 第二部分:量子计算的颠覆性潜力与技术路线图 本部分将从物理学原理出发,系统介绍量子计算的基本概念,并评估其在解决经典计算无法企及的复杂问题上的独特优势。 1. 量子力学基础与量子比特的实现 本书将清晰阐述量子计算的数学基础,包括狄拉克符号、张量积、希尔伯特空间等概念,确保读者理解量子比特(Qubit)区别于经典比特的本质。在硬件实现方面,我们将详细对比当前主流的物理平台:超导电路(Transmon Qubits)、离子阱(Trapped Ions)、拓扑量子比特(Topological Qubits)和光子量子计算的优劣势、相干时间限制以及可扩展性瓶颈。 2. 量子算法的革新与应用前景 核心内容聚焦于颠覆性的量子算法。我们将深入剖析Shor算法(因子分解)和Grover算法(搜索)的原理和对现有加密体系的威胁。同时,本书将详述量子化学模拟(计算分子能量和反应路径)和量子材料设计的应用,这被认为是量子计算最有可能率先实现“量子优越性”(Quantum Advantage)的领域。此外,对变分量子本征求解器(VQE)和量子近似优化算法(QAOA)在组合优化问题中的应用也将进行细致的推演。 3. 噪声中等规模量子(NISQ)时代的工程挑战 当前处于NISQ时代,量子计算机的错误率和比特数量仍是主要障碍。本部分将讨论量子纠错码(Quantum Error Correction, QEC)的理论模型(如表面码Surface Code),并分析如何在有限的错误容忍度内设计和执行实际的量子线路。同时,探讨量子计算与经典计算协同工作(Hybrid Quantum-Classical Computing)的架构模式。 --- 第三部分:基因编辑技术:从CRISPR到合成生物学 本部分聚焦于生物技术领域最激动人心的进展,特别是围绕基因编辑工具的精确性、多样性和伦理边界的探讨。 1. CRISPR-Cas9系统的精妙机制与迭代 本书将详细解析CRISPR-Cas9系统的工作原理,包括gRNA的靶向机制、Cas9核酸内切酶的切割过程。我们将探讨该技术的局限性,如脱靶效应(Off-target Effects)。随后,将介绍后续的重大改进:碱基编辑器(Base Editors, BEs)如何实现单碱基的精准替换,以及先导编辑器(Prime Editors, PE)如何实现在不切割双链DNA的情况下进行插入、删除或替换,极大地提高了编辑的通用性和安全性。 2. 基因编辑的临床转化与应用领域 内容将覆盖基因编辑技术在人类健康领域的广泛应用:从治疗单基因遗传病(如镰状刀细胞贫血症)到癌症免疫疗法的开发(如CAR-T细胞的基因修饰)。此外,还将探讨在农业领域,利用基因编辑技术快速改良作物性状(抗病性、营养价值)的案例分析。 3. 合成生物学与生命设计的新范式 基因编辑技术是合成生物学(Synthetic Biology)的基石。本部分将介绍如何利用这些工具设计和构建全新的生物系统,例如工程菌株用于生物燃料生产、新型药物的体内合成,以及细胞“逻辑门”的构建。同时,我们将严肃探讨基因编辑在人类生殖细胞编辑(Germline Editing)中引发的全球性伦理辩论,涉及技术的可逆性、社会公平性以及对人类基因库的长期影响。 --- 总结: 本书并非一本技术手册,而是对未来科技格局的深刻洞察。它串联起信息科学、物理科学和生命科学这三大支柱领域的尖端突破,旨在帮助读者建立跨学科的知识体系,理解这些技术如何共同塑造一个更加智能、更具计算能力和可塑性的世界。全书语言严谨,论证充分,适合对高新科技发展有深入学习需求的工程技术人员、研究人员及关注未来趋势的决策者阅读。

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