Evolution of Communication Systems

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出版者:The MIT Press
作者:D. Kimbrough Oller
出品人:
页数:348
译者:
出版时间:2004-9
价格:USD 45.00
装帧:
isbn号码:9780262151115
丛书系列:Vienna Series in Theoretical Biology
图书标签:
  • 通信系统
  • 通信技术
  • 无线通信
  • 移动通信
  • 信号处理
  • 信息论
  • 网络通信
  • 数字通信
  • 通信工程
  • 演进历史
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具体描述

The search for origins of communication in a wide variety of species including humans is rapidly becoming a thoroughly interdisciplinary enterprise. In this volume, scientists engaged in the fields of evolutionary biology, linguistics, animal behavior, developmental psychology, philosophy, the cognitive sciences, robotics, and neural network modeling come together to explore a comparative approach to the evolution of communication systems. The comparisons range from parrot talk to squid skin displays, from human language to Aibo the robot dog's language learning, and from monkey babbling to the newborn human infant cry. The authors explore the mysterious circumstances surrounding the emergence of human language, which they propose to be intricately connected with drastic changes in human lifestyle. While it is not yet clear what the physical environmental circumstances were that fostered social changes in the hominid line, the volume offers converging evidence and theory from several lines of research suggesting that language depended upon the restructuring of ancient human social groups.

The volume also offers new theoretical treatments of both primitive communication systems and human language, providing new perspectives on how to recognize both their similarities and their differences. Explorations of new technologies in robotics, neural network modeling and pattern recognition offer many opportunities to simulate and evaluate theoretical proposals.

The North American and European scientists who have contributed to this volume represent a vanguard of thinking about how humanity came to have the capacity for language and how nonhumans provide a background of remarkable capabilities that help clarify the foundations of speech.

科技之巅:信息时代的量子纠缠与非接触式传感 作者:[在此处填写真实的作者姓名或假定的专业人士姓名] 出版社:[在此处填写真实的出版社名称或假定的专业出版机构] 第一部分:量子信息学的基石与突破 本书深入探讨了当前信息技术领域最前沿的两个交叉学科:量子信息学与先进传感技术。我们首先将读者带入量子力学的微观世界,聚焦于量子比特(Qubit)的物理实现及其在信息处理中的核心地位。与经典的比特——只能表示0或1的确定状态不同,量子比特的叠加态和纠缠特性,为信息存储、计算和传输带来了革命性的可能性。 第一章:量子比特的物理载体与操控 本章详细考察了当前主流的量子比特实现方案,包括超导电路、囚禁离子、拓扑量子位以及基于金刚石色心(NV center)的系统。我们不仅分析了每种平台的优势(如相干时间、可扩展性)和局限性,还深入探讨了实现高保真度量子门操作所需的精密微波工程和激光技术。重点内容包括Rabi振荡的精确控制、Ramsey干涉的测量技术,以及如何最小化环境噪声导致的退相干效应。此外,本章还涵盖了量子纠错码(如表面码和Steane码)的基本原理,这是构建容错量子计算机的必要前提。 第二章:量子计算的算法与架构 本章将焦点转向量子计算的应用潜力。我们回顾了Shor算法和Grover算法的数学基础,并分析了它们在密码学和搜索问题上的颠覆性影响。随后,本书转向当前更具可行性的混合量子-经典算法,特别是变分量子本征求解器(VQE)和量子近似优化算法(QAOA)。我们详细剖析了这些变分算法在分子模拟和组合优化问题中的应用框架,并讨论了NISQ(有噪声的中等规模量子)时代的实际挑战,例如量子电路深度限制和测量误差的累积。在架构方面,我们探讨了汇流式(All-to-all connectivity)与线性连接架构的优劣,以及量子互连网络(Quantum Interconnects)在构建模块化量子处理器中的关键作用。 第二部分:非接触式传感的革命性范式 信息获取的边界正在被重新定义。本书的第二部分聚焦于利用量子效应和先进电磁波谱分析来实现极高灵敏度的非接触式传感技术,这些技术旨在突破传统传感器(如电阻式或电容式)的分辨率极限。 第三章:基于光子与原子钟的超灵敏测量 我们首先探讨了量子增强传感(Quantum Enhanced Sensing)。利用光场的压缩态(Squeezed States)和原子自旋的奇偶共振( таком)技术,可以实现超越标准量子极限(SQL)的测量精度。本书详细介绍了利用Sagnac干涉仪和法布里-珀罗腔体实现的超高精度陀螺仪和加速度计,这些设备在导航和地球物理勘探中具有不可替代的价值。重点章节深入分析了原子钟的下一代技术——基于光晶格(Optical Lattices)的量子简并气体钟,并解释了它们如何将时间测量的精度提高到每亿年的误差小于一秒的水平,这对基础物理学实验和高精度定位系统至关重要。 第四章:电磁波谱的深度探测:太赫兹与远红外成像 本章转向电磁波谱中尚未被充分开发的区域——太赫兹(THz)波段(0.1至10 THz)。由于大多数材料(如塑料、服装、生物组织)对太赫兹波是透明的,该波段成为无损检测和安全成像的理想选择。我们详细介绍了产生和探测太赫兹辐射的多种技术,包括非线性晶体频率转换(如光学参量振荡)、光电导天线以及最先进的量子级联激光器(QCLs)技术。本书的重点在于利用这些技术实现的高分辨率光谱分析,例如区分不同化学物质的指纹光谱,以及在医学诊断中早期识别组织异常。 第五章:量子隧道效应与扫描探针显微镜的极限 本部分探讨了在接近原子尺度的信息获取。我们分析了扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)在原子级成像中的局限性,并介绍了利用隧道电流或量子振动模式进行更精细探测的新方法。特别是,我们深入研究了基于氮化镓(GaN)尖端和单电子晶体管(SET)的电荷传感器,这些传感器能够以极高的空间分辨率探测到单个电子的运动轨迹和局域电势波动,为理解表面物理和纳米器件的工作机制提供了前所未有的洞察力。 第六章:环境智能感知与融合技术 最后,本书将前沿的量子传感与分布式网络技术相结合,探讨了“环境智能感知”(Ambient Intelligence)的未来蓝图。我们讨论了如何将多个高精度、非接触式传感器网络化,利用先进的信号处理和机器学习算法来实时重建复杂环境的三维动态信息。这包括对大气中微量气体的实时监测、大型结构健康状况的远程评估,以及在复杂电磁干扰环境下保持高精度定位的能力。本书以对未来十年技术发展的展望作结,强调了跨学科合作在推动信息获取与处理能力迈向新纪元中的核心作用。 --- 目标读者: 本书面向物理学、电子工程、计算机科学以及材料科学领域的研究生、博士后、资深工程师和对前沿科技有浓厚兴趣的专业人士。阅读本书需要具备扎实的量子力学基础、电磁学知识和线性代数背景。

作者简介

D. Kimbrough Oller is Professor and Plough Chair of Excellence in the School of Audiology and Speech-Language Pathology at the University of Memphis and an external faculty member of the Konrad Lorenz Institute for Evolution and Cognition Research, Altenberg, Austria. He is coeditor, with Ulrike Griebel, of Evolution of Communications Systems: A Comparative Approach (MIT Press, 2004).

Ulrike Griebel is an adjunct faculty member of the Department of Biology at the University of Memphis. Oller and a member of the Konrad Lorenz Institute for Evolution and Cognition Research, Altenberg, Austria. He is coeditor, with D. Kimbrough Oller of Evolution of Communications Systems: A Comparative Approach (MIT Press, 2004).

目录信息

http://mitpress.mit.edu/catalog/item/default.asp?ttype=2&tid=10355&mode=toc
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读后感

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用户评价

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这部关于人类交流方式演变的著作,无疑是一部极具洞察力的作品。作者以一种近乎诗意的笔触,带领我们穿梭于从最原始的洞穴壁画到复杂的现代数字网络之间的广阔历史长河。我尤其欣赏它在处理技术迭代时所展现出的细腻和人文关怀。它并没有将每一次技术飞跃仅仅视为效率的提升,而是深入挖掘了这些变化如何重塑了人类的社会结构、思维模式乃至情感连接的方式。例如,书中对印刷术出现后知识普及速度的分析,不仅仅是简单的计量,更触及了“信息爆炸”的早期形态如何冲击了既有的权力体系,这种宏大叙事与微观社会影响的结合,让阅读过程充满了智力上的愉悦。全书的结构安排颇具匠心,时间线的推进清晰而流畅,辅以大量的案例分析,使得即使是对技术史不太熟悉的人也能轻松跟进。

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阅读这本书,给我最大的感受是那种沉浸式的体验,仿佛我不是在阅读文字,而是亲身参与了一场跨越千年的对话。作者在叙事节奏的把控上达到了极高的水准,他知道何时该放慢脚步,细致描绘早期文明的口头传统如何依赖记忆和仪式,何时又该加速,简练有力地概述无线电波和卫星通信的革命性影响。书中的一些论点非常尖锐,特别是关于信息过载对深度思考能力侵蚀的探讨,作者似乎预见到了我们今天所面临的许多困境。虽然涉及的领域广泛,从符号学到神经科学,但作者的语言风格始终保持着一种优雅而严谨的平衡,避免了学术著作的枯燥,也跳脱了通俗读物的浮躁。它成功地将传播学、历史学和哲学融为一炉,提供了一个理解人类进步的全新视角。

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这部作品的雄心壮志是显而易见的,它试图勾勒出从早期烟雾信号到量子加密通信的完整谱系,并且在很大程度上取得了成功。最让我眼前一亮的是,作者对于通信媒介的“物质性”的关注。他没有将信息视为一种抽象的幽灵,而是将其牢牢地植根于其载体——无论是泥板、纸张还是光纤——的物理特性之中。这种对物质基础的强调,有力地解释了为什么某些通信形式会兴盛,而另一些会消亡。书中的图表和插图(虽然我只是在脑海中想象它们的样子,但文字描述已足够清晰)似乎都经过精心设计,以服务于阐释这一核心观点。这绝对是一本值得反复阅读的参考书,它的深度足以让专业人士感到满意,同时其清晰的脉络也能吸引那些渴望全面了解人类交流史的业余爱好者。

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坦白说,我对一些探讨古代通信模式的章节印象尤为深刻。作者对非语言交流的详尽考察,颠覆了我过去对“交流”的狭隘理解。他强调了身体姿态、环境设置乃至沉默本身所蕴含的信息量,这在充斥着即时文本和表情符号的今天,显得尤为珍贵。书中引用的跨文化研究也相当扎实,展示了不同的社会背景如何催生出截然不同的交流“语法”。我感觉作者是一位真正的学者,他的论证体系建立在对原始文献的深刻理解之上,而非仅仅是二手资料的拼凑。这本书的价值在于,它不仅仅是在记录“发生了什么”,更是在追问“为什么会以这种方式发生”,这种对底层逻辑的探索,使得本书超越了一般的科普读物,具备了思想史的厚度。

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如果非要找一个可以深入讨论的地方,那或许是作者在论述“未来”趋势时的审慎态度。尽管书中对当前的技术热点有所涉及,但作者始终保持着一种历史性的克制,避免了那些浮夸的未来主义预测,这反而让我更加信服。他更倾向于从历史的循环和不变的人性中寻找规律,而不是沉迷于对下一代手机或社交平台的描绘。这本书更像是一面镜子,映照出我们在交流中所做的每一个选择背后,所承载的文化重量和历史惯性。读完之后,我发现自己看待每一次信息接收和发送的方式都变得更加审慎和有意识。对于任何希望理解人类社会如何被连接和塑造的人来说,这本书都是一份不可或缺的指南。

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