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出版者:人民交通出版社

作者:李晓峰

出品人:

页数:120

译者:

出版时间:2000-7-1

价格:13.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787114036675

丛书系列:

图书标签:

• 汽车
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探索未知领域：现代工程的辉煌与挑战 图书名称： 现代工程的辉煌与挑战 内容简介： 本书旨在深入剖析二十一世纪以来，人类在工程领域所取得的革命性进展，并审视随之而来的复杂伦理、环境与社会挑战。我们聚焦于那些正在重塑我们生活方式、基础设施和未来图景的关键技术领域，力求提供一个既有深度又有广度的全景式观察。 第一部分：数字化与智能化的浪潮 本部分首先探讨信息技术与传统工程学的深度融合。我们从物联网（IoT）的广泛应用切入，分析传感器技术、大数据分析和边缘计算如何共同构建起一个智能基础设施网络。从智慧城市的交通管理系统到工业4.0的柔性制造线，工程学如何通过数据驱动的决策，实现前所未有的效率和资源优化，将成为核心议题。 特别关注人工智能（AI）在设计与优化中的角色。书中详细介绍了生成式设计（Generative Design）如何颠覆传统机械和土木工程的设计流程，允许工程师在极短时间内探索数百万种潜在解决方案，尤其是在材料限制和性能要求极度苛刻的航空航天领域。同时，我们也审视了AI在预测性维护中的应用，即如何通过算法预判结构或机械部件的失效点，将维护工作从被动响应转变为主动预防。 此外，量子计算对未来加密技术和材料科学模拟的潜在影响，也被作为一个前瞻性的章节进行深入探讨。虽然其在商业化应用上仍处于早期阶段，但其对基础科学和复杂系统建模能力的突破，预示着下一代工程难题的解决途径。 第二部分：可持续发展与绿色革命 在全球气候变化和资源枯竭的背景下，工程学的责任与转型成为本书的重中之重。我们不再仅仅关注如何“建造”，更关注如何“永续地建造”。 能源工程的范式转移是本部分的核心内容。书中详细对比了当前主流的可再生能源技术——太阳能光伏（特别是钙钛矿电池的突破）、风能（超大型海上风机的结构稳定性挑战）以及地热能的地域限制与潜力。我们深入分析了能源存储技术的瓶颈，包括固态电池的能量密度提升、长时储能（如液流电池或压缩空气储能）的可行性分析，以及如何构建一个去中心化、智能化的微电网。 在土木工程领域，我们聚焦于“低碳建造”。书中介绍了新型环保建材的研究进展，如自修复混凝土、低碳水泥替代品，以及如何通过数字化孪生（Digital Twins）技术，精确模拟建筑生命周期内的碳足迹，从而指导材料选择和施工流程优化。 水资源管理工程也受到了极大的关注。面对全球水短缺问题，本书分析了先进的膜分离技术在海水淡化中的能耗优化，以及智能灌溉系统如何通过实时环境数据，将农业用水效率提高至极限。 第三部分：超越地球的疆界 工程学的雄心从未止步于地球表面。本部分将目光投向太空探索和深海开发这两个人类工程学的终极前沿。 在航天工程方面，书中重点阐述了可重复使用火箭技术带来的成本革命，以及对新一代推进系统（如核热推进或等离子推进）的研究必要性。我们讨论了火星长期定居所需的生命支持系统（ECLSS）工程挑战，特别是如何实现闭环生态系统，最大限度地减少对地球补给的依赖。此外，太空碎片清理和在轨服务（OOS）的工程方案，也作为维护近地轨道可持续性的关键议题被详细介绍。 深海工程的部分，则关注于极端环境下的作业能力。从深海采矿机器人（ROV/AUV）的设计哲学——如何抵抗高压、防腐蚀并精确作业——到深海数据中心和海底光缆的部署与维护技术，都展现了人类在极端物理条件下的工程智慧。 第四部分：伦理、安全与未来的工程哲学 随着工程系统变得越来越复杂、自主化程度越来越高，工程决策的社会影响也变得前所未有地重要。本书的最后一部分转向了对工程哲学和伦理的探讨。 系统安全性与韧性（Resilience）是关键议题。在高度互联的城市和工业系统中，单一节点的故障可能引发连锁反应。我们分析了网络物理系统（CPS）的安全架构设计，以及在面对恶意攻击或自然灾害时，系统如何能自我诊断、自我修复并维持核心功能。 书中还探讨了工程的伦理边界，特别是在基因编辑技术、人机交互界面（如脑机接口）的工程应用方面。工程师的社会责任，从最初的设计理念阶段就必须纳入对潜在社会不平等的考虑，以及如何确保新兴技术不会加剧现有的数字鸿沟或权力失衡。 总结而言，《现代工程的辉煌与挑战》不仅是一部技术成就的记录，更是一份对未来工程师的审慎呼吁。它旨在引导读者理解，当代工程学的核心任务不仅是解决技术难题，更在于以负责任、可持续和合乎伦理的方式，塑造人类文明的下一个篇章。本书内容丰富，涵盖了从纳米尺度到行星尺度的广阔工程图景，适合所有对未来科技发展趋势感兴趣的专业人士、政策制定者以及高等教育阶段的学生研读。

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