（汇编）科技栏目下的当代科技：第四次工业革命•石墨烯2019-12-23 青野云麓自印刷机问世以来，硅半导体使计算机的发展和信息技术的最大飞跃。这些材料塑造了社会的发展，并帮助决定了哪些国家主导了国际关系。今天，一种新材料有可能改变未来。石墨烯被称为“超级材料”，它让全世界的研究人员都在努力更好地理解它。这种材料的大量的超级特征使它看起来几乎是不可思议的，但它可能对物理和工程的未来产生非常真实和激烈的影响。石墨烯是什么?最简单的描述石墨烯的方法是，它是一层薄薄的石墨——用在铅笔芯上的柔软的片状材料。石墨是碳元素的一种异形体，这意味着它拥有相同的原子，但它们以不同的方式排列，赋予材料不同的性质。例如，金刚石和石墨都是碳的形式，但它们有着截然不同的性质。金刚石是非常坚硬的，而石墨是易碎的。石墨烯的原子排列成六角形排列。有趣的是，当石墨烯从石墨中分离出来时，它具有一些神奇的特性。它仅仅是一个原子的厚度，是第一个被发现的二维材料。尽管如此，石墨烯还是已知宇宙中最强的物质之一。它的抗拉强度为130 GPa (gigapascals)，比钢强100倍。尽管石墨烯如此之薄，但它的惊人力量已经足以让它令人惊叹，然而，它独特的特性并没有就此结束。它还具有柔性、透明、高导电性，而且对大多数气体和液体来说似乎是不透水的。似乎没有哪个领域是石墨烯不占优势的。石墨烯的特殊性质有哪些？...
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第四次工业革命•清洁能源 2019-12-22 青野云麓传统意义上，清洁能源指的是对环境友好的能源，意思为环保，排放少，污染程度小。但是这个概念不够准确，容易让人们误以为是对能源的分类，认为能源有清洁与不清洁之分，从而误解清洁能源的本意。清洁能源的准确定义应是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。含义有三点：第一清洁能源不是对能源的简单分类，而是指能源利用的技术体系；第二清洁能源不但强调清洁性同时也强调 经济性；第三清洁能源的清洁性指的是符合一定的排放标准。可再生能源，是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、地热能（包括地源和水源）海潮能这些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此，可再生能源的开发利用，日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家。2019年9月20日，国家能源局发展规划司司长李福龙表示，正在研究“十四五”能源发展规划，将继续壮大清洁能源发展。那么，清洁能源都有哪些呢？海洋能海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。太阳能1、光与热的转换。如太阳能热水器、太阳能灶、太阳能热发电系统等。2、 光与电的转换，如太阳能电池板、太阳能车、船等。太阳能清洁能源是将太阳的光能转换成为其他形式的热...
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第四次工业革命•半导体集成电路 2019-12-30 青野云麓半导体集成电路（英文名：semiconductor integrated circuit），是指在一个半导体衬底上至少有一个电路块的半导体集成电路装置。半导体集成电路是将晶体管，二极管等等有源元件和电阻器，电容器等无源元件，按照一定的电路互联，“集成”在一块半导体单晶片上，从而完成特定的电路或者系统功能。半导体是全球经济的重要支点：半导体及电子产品产业链市场规模逐年增加；半导体芯片是电子产业的心脏，在最新的工艺中，DRAM 4T晶体管最多80亿颗处理器。全球半导体产业已经从上世纪70年代到2000年的快速增长期，进入2001至2016年的稳定成熟发展期，而2017年由于市场新兴应用的推动恢复活力，2017年全球半导体市场首次突破4000亿美元，出现跳跃性增长。解读中国半导体产业 2018年5月，美国针对中国手机制造商中兴通讯实施制裁，禁止该公司从美国公司进口关键零部件，这一事件暴露了中国科技行业的薄弱性——在供应链上高度依赖外国进口，这一问题在半导体行业尤为突出。经过历时长达三个月的谈判，该禁令得以取消，但有关中国自主生产、供给高端芯片的能力仍然备受质疑。另外，中美贸易战的升级在美国可能限制将相关设备或知识产权出口到中...
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第四次工业革命•可控核聚变2019-12-21 青野云麓核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变，这种反应在太阳上已经持续了50亿年。可控核聚变俗称人造太阳，因为太阳的原理就是核聚变反应。（核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射，不产生核废料，当然也不产生温室气体，基本不污染环境）人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置，可以有效控制“氢弹爆炸”的过程，让能量持续稳定的输出。可控核聚变不不同于以往的尖端科技，不能被简单的划分到第几次工业革命中。很多人说可控核聚变的意义等同于蒸汽机，不过蒸汽机能和可控核聚变相提并论?我觉得刚好相提并论，从历史意义上看它们对人类文明带来的冲击是差不多的，如同牛顿力学和量子力学给人类文明带来的冲击。蒸汽机把人类带入了工业文明，而可控核聚变则会把人类带入星际文明，从历史角度说对人类文明都是前所未有的巨大飞跃。蒸汽机是瓦特基于经典物理学改良的，而可控核聚变则是基于量子力学所构建，而可控核裂变大概相当于瓦特改良前的蒸汽机，核能转化效率低下，无法大规模使用（核辐射和体积等问题），而成熟后的可控核聚变，进一步提升效率和小型化后就不仅是发电站和核动力航母才配备，而是升级为通用动力装置，发展出各种衍生动力...
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第四次工业革命•量子信息技术2019-12-19 青野云麓近年来，我国量子信息技术研究领域取得重大进展：世界首颗量子通信卫星“墨子号”成功发射、世界首条量子保密通信网络“京沪干线”即将建成……那么，到底什么是量子信息技术呢？“量子”是一个物理量的最小单位，光子、电子都是量子的一种。在传统计算机中，每个电子元件只能表示“1”或“0”，即“开”或“关”两种状态；而量子则可以同时表示多种状态，这就意味着很少的量子比特就能实现大量经典比特才能完成的计算。专家表示，如果一台量子计算机的单次运算速度达到目前民用电脑CPU的级别，那么一台64位量子计算机的速度将是目前世界上最快的“天河二号”超级计算机（每秒33.86千万亿次）的545万亿倍。量子计算机一旦出现，现有的电脑就相当于是个算盘。此外，利用光子传递的量子密码能保证信息传输的绝对安全。光子非常脆弱，一经测量就遭破坏，所以，只要通信双方利用光子的这一特点生成密码，密码就有了一种“魔力”——如果被第三个人“看”一眼，密码就会消失。因此，量子信息技术将给人们的生活带来巨大改变：一、“绝对安全”的通信方式和“只有你知我知”的密码保护程序。迄今为止，量子保密通信是唯一被严格证明绝对安全的通信方式，所以，它可以从根本上解决国防、金融、政府、商业等领域的信息安全问题，并使互联网变得更加安全，例如用户的搜索、支付等私密信息将无法被窃取。二、借助强大的运算...
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第四次工业革命•云计算2019-12-18 青野云麓云计算（cloud computing）是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。云计算早期，简单地说，就是简单的分布式计算，解决任务分发，并进行计算结果的合并。因而，云计算又称为网格计算。通过这项技术，可以在很短的时间内（几秒种）完成对数以万计的数据的处理，从而达到强大的网络服务。云计算进化史在 19 世纪末期，如果你告诉那些自备发电设备的厂家以后可以不用自己发电，大型集中供电的公用电厂通过无所不在的电网就可以充分满足各种厂家的用电需求，人们一定会以为你在痴人说梦。然后到 20 世纪初，绝大多数公司就改用由公共电网发出的电来驱动自家的机器设备，与此同时，电力还开始走进那些置办不起发电设备或买不起小型中央电厂昂贵电力的百姓家，从而无意中为家用电器的勃兴提供了舞台。那些没有预计到公用电网出现的公司纷纷陷入了困境，这既包括那些靠生产小型发电设备发了大财的设备生产厂家，也包括一度靠小型中央电厂、区域电网和照明设备垄断市场的电力巨头爱迪生。大约从十年前开始，在电力领域发生过的故事又开始在 IT 领域上演。由单个公司生产和运营的私人计算机系统，被中央数据处理工厂通过互联网提供的云计算服务所代替，计算机...
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第四次工业革命•大数据2019-12-17 青野云麓大数据（big data），IT行业术语，是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。《大数据产业发展规划（2016-2020年）》正式发布从工信部网站获悉，为推动我国大数据产业持续健康发展，实施国家大数据战略，落实国务院《促进大数据发展行动纲要》，工信部编制印发了《大数据产业发展规划（2016－2020年）》（以下简称《规划》）。《规划》以强化大数据产业创新发展能力为核心，明确了强化大数据技术产品研发、深化工业大数据创新应用、促进行业大数据应用发展、加快大数据产业主体培育、推进大数据标准体系建设、完善大数据产业支撑体系、提升大数据安全保障能力等7项任务，提出大数据关键技术及产品研发与产业化工程、大数据服务能力提升工程等8项重点工程，研究制定了推进体制机制创新、健全相关政策法规制度、加大政策扶持力度、建设多层次人才队伍、推动国际化发展等5项保障措施。《规划》提出，“十三五”时期是我国全面建成小康社会决胜阶段，是实施国家大数据战略的起步期，是大数据产业崛起的重要窗口期，必须抓住机遇加快发展，实现从数据大国向数据强国转变。《规划》明确了“十三五”时期大数据产业的发展思路、原则和目标，将引导...
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第四次工业革命•AI人工智能 2019-12-16 青野云麓人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。 人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。一、“人工智能”的萌芽关于“人工智能”的起源，我们要追溯到公元前三百多年的历史伟人——古希腊伟大的哲学家、思想家 Aristotle（亚里士多德） （公元 前 384-322） ，他的主要贡献是为形式逻辑奠定了基础。形式逻辑 是一切推理活动的最基本的出发点。 在他的代表作《工具论》中，就给出了形式逻辑的一些基本 规律，如矛盾律、排中律，并且实际上已经提到了同一律和充足 理由律。此外，亚里士多得还研究了概念、判断问题，以及概念 的分类和概念之间的关系，判断问题的分类和它们之间的关系。 其最著名的创造就是提出人人熟知的三段论。亚里士多德虽没有明确提出“人工智能”的概念，但概念却在此悄悄的萌芽。随后穿越到英国数学家 Turing（图灵）（1912-1954），1936 年提出了一 种理想计算机的数学模型（图灵机） ，1950 年提出了图灵试验， 发表了...
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