数字思维

　　计算机、细胞和大脑有什么共同之处？计算机是人类设计的电子设备，细胞是经自然进化和选择产生的生物实体，大脑是人类思维的创造者和“容器”。但在某种程度上，它们都是信息处理设备。至今，任何既存的机器和已知的生物都无法与人类大脑的力量相媲美。经过亿万年的进化，大脑帮助人类发明了各种各样的工具和技术，让我们的生存和生活变得更容易，尤其是几乎跟人类大脑同样强大的计算机。 在这本书中，作者将带领我们踏上一段通往未来的探索之旅，讲述科技的进步如何推动我们创造出“数字思维”。 指数增长是一种深植于生命蓝图中的模式，但当下正在发生的技术性变革有望超出进化性变革。作者描述了一系列技术和科学进步：麦克斯韦方程组，图灵机，人工生物系统，神经元网络，机器学习，基因组测序，等等。他把自然选择视为终 极 算法，探讨了遗传学和中枢神经系统的进化，并描述了计算机成像在理解和模拟大脑方面起到的作用。在对思维创造系统的行为进行思考之后，他提出了几个我们无法回避的问题：智能的未来是什么？人类大脑是可以主宰思维的*一系统吗？如果数字思维产生了，它将成为我们的伙伴，还是敌人？ 带着这些问题，开始你的数字思维探索之旅吧！

　　葡萄牙里斯本高等理工学院院长，计算机科学与工程系教授。

推荐序　　　/　V
序 言　/　IX
第1章 快速奔跑的红皇后 / 001
万事万物皆相互关联 / 003
老年人很难适应新事物 / 005
从计算机和算法到细胞和神经元 / 008
第2章 技术的指数性质 / 013
史前技术 / 015
次和第二次工业革命 / 017
第三次工业革命 / 019
指数趋势的惊人性质 / 023
出生在计算机时代 / 029
第3章 从麦克斯韦到互联网 / 031
改变世界的 4 个方程 / 033
物理学的世纪 / 038
晶体管、芯片和微处理器 / 042
互联网的崛起 / 053
数字经济 / 055
第4章 通用计算机 / 061
分析机 / 063
图灵机和计算机 / 066
可计算性和无穷悖论 / 072
算法和复杂性 / 082
丘奇-图灵论题 / 092
第5章 智能机器的探索之旅 / 095
人工智能 / 097
机器学习 / 105
感知器和人工神经网络 / 114
贝叶斯公式 / 121
大脑、统计学和学习 / 126
第6章 细胞、身体和大脑 / 129
终极算法 / 131
细胞和基因组 / 141
身体和大脑 / 152
第7章 生物学与计算机的美妙邂逅 / 157
基因组测序 / 159
生物网络 / 167
生物系统建模与仿真 / 170
数字动物 / 176
合成生物学 / 178
第8章 大脑是如何工作的 / 183
神经元是如何工作的 / 187
大脑的结构和组织 / 194
大脑的发育 / 199
可塑性、学习和记忆 / 202
第9章 理解大脑 / 207
脑成像技术 / 211
脑网络图谱 / 226
显微术和脑组织切片 / 227
脑模拟和超级计算机 / 232
第10章 智能、思维和机器 / 237
合成智能 / 243
神经形态智能系统 / 252
全脑仿真 / 255
意识之谜 / 263
第11章 挑战和希望 / 273
公民权利 / 275
原件、副本和复制品 / 278
时间旅行、备份和回退 / 283
生活在虚拟现实之中 / 287
人格手术和其他改进方法 / 291
第12章 关于未来的种种猜想 / 295
技术奇点 / 297
奇点之后，是生是死？ / 302
超级智能的风险 / 304
外星文明在哪里？ / 306
致 谢　/　311
延伸阅读　　　/　313
参考文献　　　/　319