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出版者:

作者:Davidson, Valerie

出品人:

页数:116

译者:

出版时间:

价格:$ 39.55

装帧:

isbn号码:9781598296686

丛书系列:

图书标签:

工程学
工程
技术
科学
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数学
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实践

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具体描述

In this book we explore a sea change occurring in leadership for academic women in the sciences and engineering. Our approach is a two-pronged one: On the one hand, we outline the nature of the changes and their sources, both in various literatures and from program research results. On the other hand, we specify and provide detail about the persistent problems and obstacles that remain as barriers to womens full participation in academic science and engineering, their career advancement and success, and, most important, their role as leaders in making change. At the heart of this book is our goal to give some shape to the research, practice, and programs developed by women academic leaders making institutional change in the sciences and engineering.

机械世界的深度探索：一部未涉足的工程领域指南本书书名：《未竟的构造：从理论前沿到实践盲区的工程学透视》导读：在浩瀚的工程学图谱中，总有一些领域因其前沿性、复杂性或尚未被主流范式完全捕获而显得神秘而引人入胜。本书并非旨在梳理那些已在教科书中被反复论证、结构稳固的工程学科，例如经典的土木结构、成熟的机械设计或既定的电子回路理论。相反，它将目光聚焦于那些横亘在现有知识边界与未来应用之间的“灰色地带”——那些挑战传统假设、依赖跨学科融合，并要求工程师以近乎哲学思辨的视角去构建的全新领域。本书的写作目的，在于为那些深谙基础理论，却渴望在创新浪潮中找到立足点的专业人士提供一份地图，这份地图指引的不是已经被征服的领地，而是等待被发现的蛮荒之地。我们不探讨《Engineering》中详述的材料强度、热力学定律的常规应用，而是深入探究当这些定律在极端、非线性或多尺度环境中失效或需要重新诠释时，我们该如何应对。第一部分：超越材料极限——非经典结构与智能复合体第一章：亚原子尺度下的结构完整性探究本章将避开传统材料科学对宏观性能的描述，转而深入研究纳米尺度下材料行为的突变。我们将探讨拓扑绝缘体在受力下的动态响应，这远超标准应力-应变模型的范畴。重点将放在如何利用量子隧穿效应来预测材料在超高压或超低温环境下的疲劳寿命。关键议题：表面能对体相力学性能的决定性影响；高熵合金在晶格畸变与位错运动中的能量耗散机制。我们不会使用任何关于常规金属或聚合物的分析框架，而是关注于如何通过原子排列的精确控制来“编程”材料的力学特性，例如构建具有负泊松比的双曲超材料，并分析其在冲击载荷下的能量吸收机制，这是一种完全基于几何构型而非化学成分的力学行为。第二章：活体仿生机器的形态发生学工程学在模仿自然界时，往往停留在对形态或功能的简单复刻。本章则探索更深层次的“活化”过程——即如何使工程系统具备自适应的形态发生（Morphogenesis）能力。这涉及对发育生物学原理的逆向工程应用。关键议题：探索基于化学梯度驱动的软体机器人的自组装路径优化。我们不会讨论如何设计驱动器，而是如何设计“环境”和“初始条件”，使得系统能够自发地演化出最优的复杂结构。讨论将聚焦于反应-扩散系统在构建可重构机械骨架中的应用，及其在缺乏外部控制下的鲁棒性分析。第二部分：信息与物理边界的交错：时空工程的初探第三章：因果链重构中的时序逻辑与硬件实现在传统工程中，时间是均匀流逝的、可测量的参数。但在涉及量子计算或极端延迟系统的场景中，对因果关系的干预成为可能。本章将探讨可逆计算架构在物理层面上的可行性，而非纯粹的理论模型。关键议题：如何设计能够在极短时间尺度内实现信息擦除的热力学约束电路。重点在于如何量化和最小化计算过程中的“信息熵溢出”，这要求工程师具备对信息论和统计物理的深刻理解，以构建出在操作层面上接近“永动机”的计算单元。第四章：环境感知与异构数据流的融合本书摒弃标准传感器阵列与信号处理的范式，转而研究情境驱动的非线性感知系统。这不是关于如何提高信噪比，而是关于如何设计系统使其“只在必要时感知”。关键议题：探索事件驱动型计算（Neuromorphic Computing）在环境建模中的应用，特别是如何构建一个只记录“变化”而非“状态”的工程系统。我们将分析一种新型的“概念提取”算法，该算法通过对大量非结构化环境数据的初步筛选，自动提炼出对系统目标至关重要的物理参数，从而极大地降低计算冗余。第三部分：极端环境下的动力学与控制难题第五章：混沌系统中的“微扰工程” 控制论的核心在于对不确定性的管理。当系统表现出高度的敏感性依赖于初始条件（混沌）时，传统的PID或LQR控制策略往往失效。本章将探讨利用混沌自身的内在结构进行控制的策略——即微扰工程。关键议题：如何通过在系统相空间中引入精确的、低能耗的周期性扰动，将一个不可控的混沌轨迹“引导”到所需的稳定轨道上。这需要对庞加莱截面、分岔图有极高的洞察力，并涉及复杂的非线性微分方程的数值求解和物理实现。我们关注的是“最小干预最大效应”的控制哲学。第六章：多体系统中的涌现行为预测与约束在由大量独立单元组成的系统中（如群体机器人、复杂流体），涌现（Emergence）现象使得整体行为无法简单地由个体行为相加得到。本书探究的是如何管理这种不可预测性。关键议题：引入“结构化随机性”的概念，设计个体交互规则，以确保在宏观层面，系统行为始终保持在预设的“安全包络”内，即便个体发生故障。这要求工程师从概率论的角度去“设计风险”，而不是仅仅试图消除它。我们将分析耦合振子网络在极端参数扰动下的同步与解耦机制，其目标是构建一个“在错误中保持秩序”的宏大系统。结语：跨越鸿沟的工程师伦理本书的最终目标是培养一种思维模式：即认识到当前最前沿的工程难题往往不是技术规格的缺乏，而是范式的限制。真正的创新发生在那些我们习惯性地将其排除在“工程计算”之外的领域——哲学、生物学、量子信息。本书所涉及的内容，要求读者拥抱不完备性，并准备好在尚未有成熟理论支撑的领域，以严谨的科学方法去构建现实世界。