物理精神――物質(zhì)、信息與人工智能自組裝

部分物理學(xué)的進化：從物理學(xué)到物理科技1
第1章綜述：用物理制造出來的世界2
11文明是什么：從手工制造到自組裝3
12世界是什么：物質(zhì)、能量、演化與數(shù)學(xué)6
13技術(shù)是什么：材料、信息、制造與合成9
14經(jīng)濟是什么：人工物的生產(chǎn)效率與消費12
15物理精神：通過測量驅(qū)動物質(zhì)、信息與人工智能自組裝15
第2章探究原理的理論物理學(xué)18
21孕育期的物理學(xué)：自然哲學(xué)20
22次物理革命：牛頓力學(xué)與機器宇宙23
23能量的發(fā)現(xiàn)：熱力學(xué)與電磁學(xué)27
231熱力學(xué)：能量與統(tǒng)計28
232電磁學(xué)：電、磁、光與場30
24第二次物理革命：能量與物質(zhì)的量子作用32
241能量即物質(zhì)：狹義相對論33
242基礎(chǔ)物質(zhì)：原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)34
243量子理論：從量子力學(xué)到量子電動力學(xué)35
25至微物質(zhì)：物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)與演化機制39
251粒子物理學(xué)的誕生與發(fā)展39
252標準模型與物理理論大統(tǒng)一的嘗試41
26至大物質(zhì)：宇宙的誕生與演化45
261宇觀觀測技術(shù)與新天文學(xué)的誕生45
262當代宇宙演化理論48
第3章建立技術(shù)原理的介觀物理學(xué)54
31原子結(jié)構(gòu)與分子構(gòu)造：原子理論的拓展56
311原子的電子組態(tài)56
312分子與化合物的構(gòu)造59
32解剖固態(tài)物質(zhì)：固態(tài)物理學(xué)60
321物質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)：晶體的幾何結(jié)構(gòu)60
322物質(zhì)的導(dǎo)電性：固體能帶理論63
323物質(zhì)的磁性：荷電粒子的自旋與相互交換66
33構(gòu)造固態(tài)物品：半導(dǎo)體元器件69
331N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體70
332二極管與三極管71
333單晶硅、分立元件、集成電路與芯片72
34探究物質(zhì)的不同物態(tài)：凝聚態(tài)物理74
341凝聚態(tài)物理的核心概念74
342低溫下的物質(zhì)：超導(dǎo)體與超流體78
343其他狀態(tài)下的物質(zhì)舉例81
35構(gòu)造光子：光子的能量、信息與操控84
351激光與激光器84
352光導(dǎo)纖維與光纖通信86
353光子操控87
354非線性光學(xué)90
355量子光學(xué)與量子信息光學(xué)91
36操控微觀：顯微鏡技術(shù)92
361光學(xué)顯微鏡92
362電子顯微鏡93
363原子力顯微鏡95
364微觀操控技術(shù)的重要性96
第4章科學(xué)重建：奠基在物理科技上的新科學(xué)98
41化學(xué)：從焙燒、電離到合成99
411煉丹術(shù)和煉金術(shù)100
412近代化學(xué)的誕生100
413現(xiàn)代化學(xué)的重建104
42醫(yī)學(xué)與生物學(xué)：從性命、機器到基因編輯108
421古代醫(yī)學(xué)：性命的禁區(qū)108
422近代醫(yī)學(xué)：人是機器110
423現(xiàn)代醫(yī)學(xué)：測量與精準醫(yī)藥112
424現(xiàn)代生物學(xué)：基于分子的觀測與編輯114
43心理學(xué)：從個人內(nèi)省、行為反射到認知科學(xué)119
431近代心理學(xué)的誕生121
432行為心理學(xué)三階段124
433認知科學(xué)的誕生127
44地球科學(xué)：從觀察歸納到探測反演133
441近代地質(zhì)學(xué)133
442現(xiàn)代地球科學(xué)136
第二部分物理科技的應(yīng)用：物質(zhì)文明的生產(chǎn)力142
第5章資源之爭：戰(zhàn)爭的制勝力143
51操控生物能量：士兵、戰(zhàn)車與戰(zhàn)馬144
511馴化中的馬和步兵方陣144
512游牧民族的騎術(shù)霸權(quán)147
52操控人造火：火槍與火炮150
521始于中國的火槍與火炮151
522火炮與城堡的科技進化154
523槍炮的自動化與殺戮機器156
53操控波與粒子：無線電與原子彈158
531鋼鐵機器與無線電之戰(zhàn)158
532原子彈：還原一切為物質(zhì)與能量160
533以物理科技優(yōu)勢冰封戰(zhàn)爭164
54新軍事競爭：從微電子到量子信息165
第6章宏觀經(jīng)濟：工業(yè)的驅(qū)動力173
61發(fā)明時間與空間：科技與工業(yè)革命的準備174
611統(tǒng)一時間的誕生174
612空間的發(fā)明176
613特殊的材料：玻璃177
62真空與機器：次工業(yè)革命179
621真空的發(fā)明179
622蒸汽機的發(fā)明競賽181
623英國紡織業(yè)的逆襲183
63化學(xué)與電磁力：第二次工業(yè)革命185
631元素、電化學(xué)與合成化學(xué)186
632電的工業(yè)化使用188
633德國的工業(yè)化超越191
64信息物理化：次信息革命193
641信息的發(fā)明195
642信息物理化與計算革命200
643美國的稱霸和中國的崛起208
65量子信息化：第二次信息革命217
651硅基半導(dǎo)體的極限219
652量子信息科技的興起220
653角逐量子信息科技制高點223
第7章微觀經(jīng)濟：企業(yè)的顛覆力226
71工匠：探索材料物理與工程227
711早期工匠：神秘制造技藝的守護者227
712現(xiàn)代工匠：先進材料和加工工具的創(chuàng)造者231
72流水線：組裝自動化制造237
721美國制造體系：可互換部件的系統(tǒng)化238
722福特流水線：機器系統(tǒng)的自動化組裝239
723豐田精益制造：回歸工匠243
73工業(yè)研究實驗室：基礎(chǔ)研究才是護城河245
731工業(yè)研究實驗室的起源與德國合成化學(xué)246
732美國的工業(yè)研究實驗室249
733基于物理原則：看懂谷歌與華為253
74硅谷模式：以物理科技顛覆舊經(jīng)濟255
741早期硅谷——無線電發(fā)燒友255
742締造半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)257
743新經(jīng)濟：個人電腦、生物科技與信息科技259
第三部分物理精神在當下：自動化組裝世界263
第8章納米科技：自下而上的物質(zhì)自組裝264
81自下而上的理念與國家意志264
811費曼：終極問題是操作原子制造各種物品264
812納米科技的興起與全球行動267
813新模式：科學(xué)、技術(shù)、制造一體化269
82自下而上地組裝物質(zhì)世界274
821自下而上：材料科學(xué)的第三次革命276
822物質(zhì)自組裝：從納觀、微觀到宏觀279
第9章人工智能：始于思維測量的知識自組裝286
91人類智能物理化的理念與追求287
911役使萬物：從馴化、制造到機器自動化287
912測量思維：哲學(xué)、數(shù)學(xué)、邏輯、認知與計算290
92用物理智能實體實現(xiàn)知識自組裝303
921物理化智能：人工智能的三次浪潮303
922定義人工智能：理性地行動310
923實現(xiàn)人工智能：構(gòu)造理性Agent313
924知識自組裝：智能機器的自學(xué)習(xí)317
結(jié)語：物理——無盡的前沿320
參考書目325