10000个科学难题 信息科学卷 “10000个科学难题”信息科学编委会 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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“10000个科学难题”信息科学编委会 著

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• 科学难题
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• 知识拓展
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• STEM
• 挑战
• 思维训练

店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030319111

商品编码：29329329118

包装：精装

出版时间：2011-09-01

基本信息

书名：10000个科学难题 信息科学卷

定价：268.00元

作者：“10000个科学难题”信息科学编委会

出版社：科学出版社

出版日期：2011-09-01

ISBN：9787030319111

字数：

页码：

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：2.120kg

编辑推荐

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内容提要

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《10000个科学难题.信息科学卷》是《10000个科学难题》系列丛书中的信息科学卷。为了能够尽可能全面地反映信息领域的学科全貌，编委会在以信息领域专家为编委会主任、副主任委员的基础上，参照了学位委员会的学科结构划分原则，聘请信息领域六个一级学科的知名专家作为责任编委，据此扩展。本书的编撰工作得到了信息领域众多专家学者的大力支持。由于信息科学本身就是一门应用科学，因此，在编撰过程中围绕区分“科学难题”而非“技术难题”做了大量工作。为便于读者浏览与阅读，科普类题目放在前面，其余则按六个一级学科分类排列。
　　《10000个科学难题.信息科学卷》可供高等院校和科研单位从事信息科学研究的工作者参考阅读。希望本书在引导广大青年学子致力于信息科学研究的同时，对从事信息科学研究的科研人员也有所帮助和启发。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《探寻数字世界的奥秘：信息科学前沿解析》 信息科学，作为现代科技的基石，其广博的领域渗透进我们生活的方方面面，从最基础的数据处理到最尖端的智能系统，无不体现着其深邃的智慧与无穷的魅力。然而，在这片蓬勃发展的沃土之上，仍有无数的挑战与未知等待着我们去探索，无数的难题驱动着科学的进步。本书《探寻数字世界的奥秘：信息科学前沿解析》并非试图罗列一个详尽无遗的“科学难题清单”，而是聚焦于信息科学领域中那些最具代表性、最引人深思、最具前瞻性的核心问题，旨在带领读者深入理解信息科学的本质、发展脉络以及未来图景。 本书由一群在信息科学领域深耕多年的资深学者和研究人员共同编撰，他们以宏观的视角审视学科发展，以锐利的洞察力剖析前沿挑战，以严谨的逻辑梳理复杂的概念，力求呈现一个既有深度又不失广度的信息科学画卷。本书的价值在于，它不仅为信息科学的初学者提供了一个清晰的认知框架，更为专业研究人员提供了新的思考维度与研究启示。 第一部分：信息科学的哲学基石与计算范式 在数字世界的构建之初，我们首先要审视其最根本的哲学支撑。信息科学的“信息”究竟是什么？是比特的堆叠，还是蕴含意义的载体？本书将从信息论的经典视角出发，探讨香农信息论的局限性，并引入更高层次的信息语义学和信息本体论的思考。我们追问：信息的本质属性是什么？如何在复杂的现实世界中精确地度量和传递有价值的信息？这些根本性的哲学追问，直接关系到我们能否更有效地组织、管理和利用信息。 计算是信息科学的核心驱动力。从图灵机的抽象模型到量子计算的颠覆性潜力，计算的每一次飞跃都极大地拓展了信息处理的边界。本书将深入探讨不同计算范式的演进，包括经典计算、并行计算、分布式计算、并行计算以及新兴的量子计算和生物计算。我们将分析这些计算范式各自的优势、劣势及其适用的场景，并重点关注在处理海量、异构、动态信息时，如何设计更高效、更强大的计算模型。特别是，量子计算如何挑战传统算法的极限，以及生物计算能否提供全新的信息处理路径，将是本部分探讨的重点。 第二部分：算法的智慧与数据处理的挑战 算法是信息科学的灵魂，是解决问题的“智慧”。从排序算法到机器学习算法，算法的精妙设计是实现高效信息处理的关键。本书将聚焦于算法理论中的核心问题，例如NP-完备性问题及其对实际计算的挑战，以及如何设计近似算法和启发式算法来应对这类难题。我们还将深入探讨算法的复杂度分析、优化策略，以及如何在不断变化的数据环境中保证算法的鲁棒性和效率。 在数据爆炸的时代，如何有效、高效地处理海量数据是信息科学面临的最大挑战之一。本书将从数据存储、数据检索、数据挖掘、数据可视化等多个维度，深入剖析大数据处理的复杂性。我们将探讨分布式文件系统、NoSQL数据库、内存计算等技术在应对海量数据时的作用，以及如何在数据质量不高、噪声缠绕的情况下，提取有价值的洞见。数据安全与隐私保护，作为大数据时代不可回避的伦理与技术难题，也将得到深入的讨论。 第三部分：人工智能的崛起与认知智能的边界 人工智能（AI）无疑是信息科学最炙手可热的研究领域。本书将从AI的起源与发展脉络出发，深入探讨当前的AI技术，特别是深度学习的原理、应用及其局限性。我们不仅关注AI在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域的突破，更将聚焦于AI的核心挑战：常识推理、因果理解、创造力以及通用人工智能（AGI）的可能性。AGI是否能够真正实现？实现AGI需要克服哪些理论和技术障碍？这些问题将引发读者对AI未来发展的深度思考。 认知智能是AI研究的高级目标。本书将从认知科学、心理学与信息科学的交叉视角，探讨如何构建能够理解、学习、推理并与人类进行自然交互的智能系统。我们将分析当前AI在情感理解、意识模拟、道德判断等方面存在的巨大差距，并探讨如何通过多模态融合、类脑计算等方法来弥合这些差距。类比推理、归纳学习、符号与连接主义的融合，将是构建更强大认知智能的关键。 第四部分：网络世界的互联与安全 信息科学的发展离不开网络技术的支撑。本书将探讨从互联网的早期构想到未来物联网、区块链等新型网络架构。我们将深入分析网络协议的演进、网络拓扑的优化、以及如何构建高效、可扩展、容错的网络系统。同时，网络拥塞控制、路由选择、资源调度等网络性能优化问题，也将是本部分的重要议题。 在信息高度互联的时代，网络安全与隐私保护的重要性不言而喻。本书将从密码学的基础原理出发，深入探讨各种加密技术、身份认证机制、以及如何构建安全的通信协议。我们将剖析当前网络安全面临的严峻挑战，如恶意软件、网络攻击、数据泄露等，并探讨如何利用先进的信息科学技术，如机器学习、区块链等，来构建更强大的网络安全防护体系。去中心化网络、零信任架构等新型安全理念，也将得到深入的探讨。 第五部分：信息科学的未来图景与跨学科融合 信息科学并非孤立的学科，其发展与物理学、生物学、社会学、经济学等众多学科紧密相连。本书将展望信息科学的未来发展方向，探讨其与其他学科的深度融合所带来的颠覆性创新。例如，在生命科学领域，如何利用信息科学工具加速基因组学、蛋白质组学研究，并实现精准医疗；在材料科学领域，如何利用计算模拟设计新型材料；在社会科学领域，如何利用大数据分析理解社会现象，预测发展趋势。 同时，本书也将关注信息科学在推动社会可持续发展、解决全球性挑战（如气候变化、能源危机、疾病防治）方面的潜力。例如，智慧城市、智能交通、智能电网等应用，都体现了信息科学在优化资源配置、提升生活品质方面的巨大价值。 结语：永无止境的探索 《探寻数字世界的奥秘：信息科学前沿解析》并非一本旨在“解决”所有科学难题的书，而是希望通过对信息科学核心问题的深入剖析，激发读者对未知的好奇心，培养科学的思维方式，并鼓励更多有志之士投身于信息科学的探索事业。我们相信，信息科学的旅程是一个永无止境的探索过程，每一次的突破都将开启新的篇章，每一次的难题都将成为我们前进的动力。愿本书能成为您在这场数字世界探险旅程中的一位有益的伙伴。

评分☆☆☆☆☆

我得说，这本《10000个科学难题：信息科学卷》彻底刷新了我对科学书籍的认知。它不是那种摆在书架上积灰的工具书，而是真正能够激发你探索欲的“玩伴”。书中涉及的知识点非常广泛，从早期信息论的奠基性工作，到如今火热的人工智能、大数据分析，几乎涵盖了信息科学的方方面面。最让我惊喜的是，它并没有因为内容的庞杂而显得杂乱无章，反而有一种内在的逻辑联系，仿佛是将一幅宏大的信息科学全景图展现在读者面前。我特别欣赏编委会的处理方式，他们没有直接将难题抛给你，而是先铺垫背景知识，介绍相关的理论和技术，然后再引出问题，让你在有了一定的基础之后，再去挑战。这种“先授之以渔，再教之以渔”的方式，让我感觉自己不是在被动地学习，而是在主动地参与到科学探索的过程中。比如，在讨论“机器学习的过拟合问题”时，书中会先详细讲解模型训练的过程，误差的来源，然后才提出过拟合这个具体的难题，并提供几种不同的解决思路。这种循序渐进的设计，让我在面对复杂问题时，不会感到束手无策，而是充满了信心和动力。而且，书中的案例都非常贴切，很多都与我们现实生活息息相关，比如推荐系统如何工作，搜索引擎是如何检索信息等等，这些都让我觉得信息科学不再是遥不可及的理论，而是渗透在我们生活方方面面的实际应用。我甚至开始反思，自己平时使用的一些APP，背后的信息科学原理究竟是什么，这本书给了我很多启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书不仅仅是一本信息科学的百科全书，更是一本激发我无限想象力的“科幻小说”。它里面的每一个“科学难题”，都像是一个未来世界的蓝图，让我对信息技术未来的发展充满了期待。我尤其喜欢书中关于“量子计算”的讨论，虽然我并不完全理解其中的数学原理，但书中对量子叠加、量子纠缠的形象化解释，让我对这种颠覆性的计算方式产生了浓厚的兴趣。它让我意识到，我们现在所熟悉的信息技术，可能只是冰山一角，未来还有着更多令人惊叹的可能性。而且，这本书的编排方式也非常独特，它不像传统的教科书那样按部就班，而是将各种有趣的问题穿插其中，让你在阅读的过程中，始终保持着新鲜感和好奇心。我常常会在翻阅这本书时，被某个章节的标题所吸引，然后一头扎进去，忘记了时间的流逝。它让我意识到，科学的魅力，不仅在于它的严谨和逻辑，更在于它能够挑战人类的认知边界，引领我们走向更远的未来。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，阅读《10000个科学难题：信息科学卷》的过程，对我来说更像是一场智力探险。这本书没有给我直接的答案，而是给了我探索的工具和方向。我尤其欣赏书中关于“图论”的章节，它将抽象的数学概念，与现实世界中的网络连接、社交关系等问题巧妙地结合起来。我之前对图论的认识非常有限，但通过书中的讲解，我才了解到它在很多领域都有着广泛的应用，比如交通网络的优化、信息传播的模拟等等。它让我意识到，信息科学不仅仅是关于计算机和编程，更是一种解决问题的思维方式，一种分析复杂系统的工具。书中的每一个难题，都像是一个逻辑谜题，需要我去思考，去推理，去寻找解决方案。这个过程虽然充满挑战，但同时也带来了巨大的满足感。我常常会在解决一个难题之后，有种豁然开朗的感觉，仿佛打开了一个新的知识维度。

评分☆☆☆☆☆

这本《10000个科学难题：信息科学卷》简直是信息科学领域的一座宝藏，每一个“难题”都像是一扇通往未知世界的窗口，让人欲罢不能。我尤其喜欢它那种循序渐进的编排方式，从最基础的概念讲起，慢慢深入到更复杂的理论和技术。刚开始翻开的时候，我以为自己会遇到很多难以理解的术语和晦涩的公式，但事实恰恰相反。编委会用一种非常生动有趣的方式，将那些看似高深莫测的知识点分解开来，就像一个经验丰富的老师，耐心引导着你一步步去探索。举个例子，关于“信息熵”的那个部分，我之前一直觉得它是个抽象的概念，但书中通过一系列生活化的比喻和图示，让我瞬间茅塞顿开。它不仅仅是枯燥的理论堆砌，更是一种思维方式的启迪，教你如何用科学的眼光去审视信息，理解信息产生的机制，以及信息传播的奥秘。我甚至开始尝试用书中的方法去分析我日常生活中遇到的各种信息现象，比如社交媒体上的热点传播，或者某个算法推荐的精准度，都变得清晰明了许多。这本书不仅适合那些正在信息科学领域深造的学生和研究人员，对于任何对信息世界充满好奇的普通读者来说，它都是一本不可多得的启蒙读物。它让我意识到，我们每天沉浸在信息洪流中，但却很少真正去理解信息的本质。这本书填补了我的认知空白，让我对这个信息爆炸的时代有了更深刻的认识和更理性的判断。而且，书中的每一个“难题”都设计得非常巧妙，它不是直接给出答案，而是提出问题，引导你去思考，去寻找解决方案，这个过程本身就充满了乐趣和成就感。我常常会花上很长时间去琢磨一个难题，然后尝试在书中找到相关的线索，这种主动学习的过程，比被动接受知识要深刻得多。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本《10000个科学难题：信息科学卷》简直是信息科学入门者的福音，也是进阶者的良师益友。它以一种非常亲民的方式，拆解了信息科学中那些令人望而却步的难题，让它们变得生动有趣，易于理解。我之前对“人工智能”的概念总是感到模糊不清，觉得它离我们很遥远，但书中对机器学习、深度学习的讲解，让我第一次清晰地认识到它们是如何工作的，以及它们在现实生活中的广泛应用。从人脸识别到智能语音助手，再到自动驾驶，这些曾经看起来神奇的技术，在书中的解析下，都变得有迹可循。我尤其欣赏书中对于“算法偏见”问题的讨论，它让我意识到，人工智能并非完美无缺，也可能存在歧视和不公。这种辩证的视角，让我对技术的发展保持了清醒的认识，而不是盲目乐观。书中的每一个难题，都像是一个引人入胜的故事，它不仅仅是枯燥的理论，更包含了科学家们探索未知、解决问题的智慧和勇气。我常常会在阅读过程中，想象科学家们是如何一步步攻克这些难题的，这种代入感，让我对科学研究充满了敬意。

评分☆☆☆☆☆

我之前对信息科学的理解，一直停留在一些零散的知识点上，比如编程语言、算法等等，总觉得它是个庞大而又遥远的学科。但《10000个科学难题：信息科学卷》的出现，彻底改变了我的看法。它就像一个巨大的拼图盒，将信息科学的各个碎片有机地整合在一起，让我看到了一个完整而又 fascinating 的世界。我特别喜欢书中对“信息”本身定义的探讨，从香农的通信理论，到如今大数据时代的“数据即信息”，它展示了信息概念的演变和深化，让我意识到，信息不仅仅是文字和数字，更是一种能够降低不确定性的载体。书中关于“信息安全”的章节，也让我受益匪浅。在如今网络安全问题日益凸显的时代，了解信息是如何被加密、如何被保护，以及攻击者又是如何利用信息的漏洞，都非常有现实意义。它让我意识到，信息安全不仅仅是技术问题，更是需要综合考虑技术、法律和伦理的复杂议题。我经常会在阅读过程中，联想到一些社会新闻，书中提供的科学解释，能让我更深刻地理解事件的本质。这本书的价值，不仅仅在于提供知识，更在于它能够提升读者的认知水平，培养批判性思维。

评分☆☆☆☆☆

我常常觉得，要真正理解一个学科，就必须去了解它在发展过程中所遇到的那些“卡脖子”的问题。而《10000个科学难题：信息科学卷》恰恰做到了这一点。它不是简单地罗列现有的技术，而是深入到信息科学发展的每一个关键节点，去揭示那些曾经困扰着科学家们的难题。我特别喜欢书中关于“信息爆炸”的讨论，它不仅分析了信息产生的原因，更探讨了在海量信息中如何进行筛选、存储和检索的挑战。这让我意识到，我们现在所享受的便利，背后是无数科学家们孜孜不倦的努力和智慧。而且，书中的每一个难题，都不仅仅是一个理论问题，它往往与实际的应用紧密相连。比如，在讨论“自然语言处理”时，书中会分析机器如何理解人类的语言，以及在语音识别、机器翻译等领域面临的挑战。这让我意识到，信息科学的发展，不仅仅是为了满足人类的好奇心，更是为了解决现实世界中的各种问题，提升人类的生活质量。

评分☆☆☆☆☆

《10000个科学难题：信息科学卷》这本书，与其说是一本“难题集”，不如说是一本“思想实验集”。它没有直接给出答案，而是通过提出问题，引导你去思考，去探索，去构建自己的知识体系。我最喜欢它的地方在于，它能够将看似独立的知识点巧妙地串联起来，形成一个完整的知识网络。比如，在探讨“数据挖掘”的时候，书中会回顾信息论的基础，然后引入统计学的方法，最后再引出数据挖掘的各种算法和应用。这种结构化的学习方式，让我对知识的理解更加深刻，也更容易融会贯通。我曾经尝试过阅读一些其他的信息科学书籍，但往往因为知识点过于零散，或者讲解过于晦涩而放弃。但这本书，却让我坚持了下来，并且乐在其中。它让我意识到，学习科学，不是被动地记忆，而是主动地思考和探索。书中的每一个难题，都像是一个未解之谜，吸引着我去寻找答案。而在这个寻找答案的过程中，我不仅学到了知识，更提升了解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最深刻的感受，是一种“原来如此”的豁然开朗。在信息科学这个领域，很多概念初听起来都非常抽象，像是镜花水月，难以捉摸。但《10000个科学难题：信息科学卷》就像一位技艺高超的向导，带领我穿越迷雾，直抵知识的核心。它没有使用过多华丽的辞藻，而是用最简洁、最清晰的语言，将复杂的科学原理娓娓道来。我最喜欢它的一个特点是，它不惧怕“简单”的问题，甚至会把一些看似理所当然的现象，刨根问底地去解释。这让我意识到，很多我们习以为常的技术和应用，背后都蕴含着深厚的科学逻辑。比如，关于“网络延迟”的那个部分，书中并没有简单地告诉你它是什么，而是从数据包的传输、路由器的转发、信号的衰减等多个维度进行了详细的解析，让我对网络的运行机制有了全新的认识。这种深入浅出的讲解方式，让我这种非专业人士也能轻松理解。而且，书中提出的难题，往往都是信息科学发展过程中曾经遇到过的，甚至是至今仍在探索中的关键问题。这让我感觉，我不是在独立地面对问题，而是和历史上无数伟大的科学家们一起，在进行着一场跨越时空的智慧对话。这种参与感，让我对信息科学的兴趣倍增，也让我对未来的科技发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最直接的感受，就是它对信息科学的“解构”能力。它没有将信息科学视为一个整体，而是将其拆解成无数个具体的问题，然后逐个击破。我特别喜欢书中关于“信息检索”的章节，它详细地分析了搜索引擎是如何工作的，从网页的索引到查询的匹配，每一个环节都进行了深入的阐释。这让我对我们每天都在使用的搜索引擎有了全新的认识。我之前一直觉得它是个神奇的东西，但看完书之后，我才了解到，它背后蕴含着多么复杂的科学原理和技术。而且，书中的每一个难题，都提出了一个明确的科学问题，然后从不同的角度去分析，去探讨，去提出可能的解决方案。这种严谨而又开放的讨论方式，让我对科学研究的本质有了更深刻的理解。它让我意识到，科学的进步，往往来自于对那些“微小”问题的深入挖掘和不懈探索。