导语

  

    张勇、徐莉著的《黑科技浪潮》是以美国《麻省理工科技评论》所评选的2016年全球十大技术突破为题材，比较全面地挖掘这十项技术的内涵和背后的故事。其内容跨越生物基因技术、语音识别互动技术、火箭回收技术、机器人、太阳能板、即时通信、自动驾驶、空中充电各种不同领域，这些内容都体现出时代主题、社会热点，具有适时性、典型性、可读性，汇集了有阅读价值的新信息和新成就，启迪读者思考，激发探索欲望。
    。本书的创作理念在于不仅让公众关注保健、养生、医疗、健康等有关切身利益的问题，还让其树立对人类与社会发展共命运的长远利益的价值观。作者体现出对科普理念和目标的深刻理解，并准确地进行了有益的实践。
    书中不仅介绍了技术进步和未来期盼，还讨论了潜在问题或风险，令人在欣喜阅读的同时保持一份冷静，以科学的理性，探索科学对社会的正负面影响。

内容提要

  

    张勇、徐莉著的《黑科技浪潮》以科普读物和科技评论的方式介绍当今世界范围的前沿科技，选材美国《麻省理工科技评论》评选的2016年10大技术突破，不仅讲述这些技术的特点和故事，还探讨每个技术的前景或潜在问题，并穿插介绍相关科学知识，文理兼顾，夹叙夹议。
    本书旨在以人文化的方式写作，糅合故事、诗词、科学和技术，运用生动有趣的语言，营造一个愉悦的读书过程，引发读者对最新科技的畅想与思考。

    本书以生动有趣的语言，对美国麻省理工学院评选的2016年十大突破性技术进行了介绍。作者将文学、诗词融入科普文章的写作之中，把晦涩抽象的专业知识用通俗易懂的语言介绍给我们，具有很强的可读性，使普通渎者，特别是青少年，能在愉悦的阅读中汲取所需的养分，是科普写作方式的重大创新，是一本难得科普读物。
    创新管理与创新政策知名专家、中国科学院大学经济与管理学院教授  柳卸林
    本书在抽丝剥茧地展现前沿科技的同时，融入了辩证思维和情景故事，既有科技内容，又有人文内涵，在选材和写作上体现了不可多得的创新精神。高科技总让普通人有种“只可远观、不可近触”的感觉，而本书则使世界前沿科技内容变得有血有肉，让广大青少年走进最新前沿科覆，不仅毫无枯燥之感，还能激发孩子们的创新思维和创新意识，使通常的朴素思维链接到前沿的科技理念，也能对未来科技发展展开丰富的思考。本书具有很高的科普教育价值，值得向大家推荐。
    北京启智荣和教育科技有限公司总裁  马丽丽
    本书体现了作者的科技教育前瞻意识和探索精神。从内容上来说，作者取材于2016年全球十大突破性技术，把基础科学知识、技术突破发展、人物故事等有机结合起来，全方位呈现给读者。从写作风格上来说，作者探索用人文化的方式来写科普书，把自编的小故事、中国古诗词、科学知识融会贯通地编织起来，把“高冷”的技术从“高处不胜寒”之境带给读者，令人兴趣盎然。
    北京时尚百联科技股份有限公司董事长助理

第一项  免疫工程技术
  一、命悬一线的女婴
    1.她的未来在哪里
    2.小药瓶里的秘密
    3.爱与高科技谱写的生命颂
  二、免疫工程技术的洪荒之力
    1.一套标配赛英雄
    2.她的救世主
    3.去救更多人
    4.操之过急之忧
  三、人体角斗场中的英勇斗士
    1.重要的T细胞
    2.健忘的T细胞
    3.寡不敌众的T细胞
    4.上当受骗的T细胞
    5.不断强大的T细胞
  四、展望未来
    1.美国老总统的一线生机
    2.未来值得期待
  附录：与基因和免疫研究有关的诺贝尔奖得主
第二项  植物基因编辑技术
  一、细菌的文武之道
    1.基因的重复排序，是在记录不能忘记的过去
    2.RNA深得亲传，成为带路向导
    3.核酸酶应召入伍，成为得力捕快
  二、大自然是最好的老师
    1.向细菌学裁剪
    2.这项技术很“亲民”
    3.技术发展永不停
  三、希望之光在闪耀
    1.用于农业保产量
    （1）解决全球饥饿问题
    （2）CRISPR技术不是转基因
    （3）大伙儿都撸起了袖子
    2.用于医疗保生命
    （1）小白鼠实验
    （2）那些重疾几时休
    （3）奔跑在路上
  四、不容小觑的问题
    1.技术问题
    （1）一环扣一环
    （2）魔鬼在细节中
    2.道德问题
    （1）灭绝物种
    （2）改变物种
    3.法律问题
    （1）参差不齐的规定
    （2）边界在哪里
第三项  语音识别与互动技术
  一、语音识别技术
    1.回望过去，那么单纯
    2.来看今朝，百度厉害
    3.依旧前行，没有止境
    （1）总有听错的时候
    （2）当周围冒出声音时
  二、语音助手
    1.各家小秘
    2.帮你做啥
    （1）生活上的得力帮手
    （2）精神上的快乐陪伴
    （3）工作学习的良师益友
  三、技术叠加效应
    1.人工神经网络
    2.机器学习
    3.网络、信息搜索、大数据、云计算
    4.智能手机
第四项  火箭回收利用技术
  一、初识风采
    1.令人惋惜的运输工具
    （1）璀璨只有一次
    （2）美国“土星5号”运载火箭
    2.费思量的运输工具
    （1）从俭考虑
    （2）想尽法子
  二、回收与利用
    1.梦想与成功
    （1）回收
    （2）再利用
    2.勇者的事业
    （1）浪漫与阳刚
    （2）胆识和情商
  三、各有门道
    1.“太空X”的拿手戏，“猎鹰9型”火箭
    （1）后劲很足
    （2）发挥巧劲
    （3）不怕难的劲头
    2.“蓝色起源”的新推手——“新格伦”火箭
    3.“太空X”的撒手锏——“猎鹰重型”火箭
    4.中国航天的远行者——“长征5号”火箭
第五项  相互学习的机器人
  一、成长
    1.理想
    2.现实
    （1）成长的烦恼
    （2）时间不够用
  二、技术
    1.机器学习
    2.数据的新来源
    （1）拿来主义
    （2）这是一个知识库
    （3）这是一个搜索引擎
    3.网络和“云”
    （1）“人工降雨”
    （2）这是云机器人
    （3）这是一个大脑
  三、分享
    1.分享为哪般
    （1）为了快速学习
    （2）为了服务于人
    2.分享在何处
    （1）传感器和智能家电分享数据
    （2）机器人在执行任务中分享数据
  四、问题
    1.数据分享的边界
    2.机器人的智能发展
    3.安全隐忧
    4.机器人与人的关系
第六项  DNA应用商店
  一、说说基因
    1.染色体、DNA、基因何种模样
    （1）染色体就是长线被绕在了卷轴上
    （2）DNA就是被扭成麻花形的梯子
    （3）基因就是“麻花梯”的某一段
    2.蛋白质、DNA、碱基、基因何种能耐
    （1）蛋白质是生命的基础
    （2）DNA是遗传信息，碱基是密码字母
    （3）基因是蛋白质生产指令
    （4）基因的开关
    3.基因与你我他
    （1）可爱的基因
    （2）可怕的基因
  二、谁在淘金
    1.对大数据的呼唤
    2.检测费用降下来
    （1）检测机构在竞争
    （2）检测设备的改进
    （3）检测技术的提高
    3.网络技术用起来
    （1）赶时髦的线上平台
    （2）线上平台操作指南
    （3）分工合作的线上平台
    （4）密集筹备的线上平台
  三、“吃螃蟹”的忧思
    1.个人基因信息不是儿戏
    2.法律边界不能跨越
    3.竞争对手已先行一步
    4.市场需求从哪里来
    5.不是万能的，也不是万万不能的，怎么办
    （1）思辨一下
    （2）患得患失
    （3）憧憬一下
    6.想说爱它不容易
第七项  “太阳城”超级工厂
  一、“太阳城”的大手笔
    1.两厢情愿，各取所需
    2.非凡人的非凡举
  二、“太阳城”的原力
    1.高技术带来高效率
    （1）如获至宝
    （2）谁与争锋
    2.高技术带来低成本
    （1）一个顶一个半
    （2）简单就好
    （3）纵横比较
    3.“绿色”红包很给力
    （1）这里有红包
    （2）“绿色”红包递温暖
    4.高招妙计得人气
    （1）美丽的屋瓦
    （2）费用不是门槛
    （3）有数字就有目标
  三、阳光与风雨相伴
    1.没有经验心里打鼓
    2.缺粮断炊可怎么办
    3.不得停歇的马拉松
第八项  Slack办公交流工具
  一、“懒散”公司不懒散
    1.谁准点就下班
    2.谁俘获了众人芳心
    3.谁能让你工作开心
  二、快来聊天吧
    1.开心地聊天就是开心地工作
    2.有了Slack，天涯变咫尺
    3.没有Slack，咫尺变天涯
  三、聊天聊出的新天地
    1.等待挖掘的聊天信息和工具
    2.与第三方集成，形成企业大数据
    3.大数据唤来了智能计算
  四、悖论公司破茧成蝶
    1.公司的悖论
    2.老板的悖论
    3.凤凰涅槃
  五、也不是没有担心
    1.开发者的风险
    （1）祥和表面下暗流涌动
    （2）万一哪天合久必分呢
    （3）一个危机四伏的疆域
    2.用户的风险
    （1）裁员也许就在不远处
    （2）蛋放在了一个篮子里
第九项  “特斯拉”自动驾驶
  一、一辆车就是一段传奇
    1.一身特别行头为哪般
    （1）每样家伙都有用
    （2）好像缺了点什么
    2.一只看不见的神奇手
    （1）指尖轻触，轻松搞定
    （2）召之即来，挥之即去
  二、不想发生的事情发生了
    1.还不能独当一面
    （1）这个自动只是个半自动
    （2）如血的数据，如肝的传感器
    2.这一切怎么来得如此快
    （1）奔跑在梦想之路上的老板
    （2）“特斯拉”就是个急性子
    3.到底孰之过
    （1）错在车主
    （2）错在第三方
    （3）没有数据，无法确定错在自动驾驶
  三、端正态度解决问题
    1.从自身找问题
    2.治治顽固分子
    3.技术要强大
  四、拨动众生神经的技术
    1.有人被吓着了
    （1）“上帝”忐忑了
    （2）伙伴生气了
    （3）法眼睁大了
    2.挡不住的魅力
    （1）品题
    （2）新贵
    （3）老骥
    （4）未来
第十项  空中取电技术
  一、听起来就梦幻的空中取电
    1.使劲发挥想象力
    2.热身物理知识
    （1）电磁感应
    （2）磁共振
    （3）背向散射环境
  二、精彩纷呈的无线充电技术
    1.电磁感应方法
    （1）英国的充电垫子
    （2）名字散发浓郁中国味的国际标准
    2.磁共振方法
    （1）“无线的电”不是无线电
    （2）两个线圈就够了
    （3）基础科学孕育新发明
    （4）同理不同解
    3.背向散射环境方法
    （1）英国之免费能量
    （2）美国之搭乘Wi—Fi的能量
    （3）美国之被动Wi—Fi
    4.新材料新方法
    （1）长得就像电视的家伙
    （2）挑战性的问题有待解决
  三、故事很多的无线充电
    1.江湖上的一段插曲
    （1）初次现身引热议
    （2）一变再变到没了踪影
    2.绕不过去的标准之争
    （1）又是哪“三国”
    （2）这段“三国”如何演义
    （3）八仙过海，各显神通
  四、对未来的期待和担忧
    1.集中化充电
    （1）婚礼誓言与无线充电的关系
    （2）从N到0或1=集中
    2.随之而变的观念和生活
    （1）该进博物馆的就进博物馆
    （2）该潇洒就潇洒起来
    （3）不再抓狂
    3.撸起袖子脚踏实地干起来
    （1）一个为什么
    （2）中国的行动计划
    4.少不了的忧患意识
    （1）该往哪里逃
    （2）坊间和权威之声
    （3）雾霾来了，“电磁霾”还远吗

前言

  

    2016年，中国科技成果颇丰，方方面面的报道纷至沓来，国人深感震撼和骄傲。国际范围的科技发展又是怎样的呢？本书对美国《麻省理工科技评论》评选的2016年全球十大突破性技术进行梳理和探究，间或对比国内相应的技术发展，期待能为读者了解最新科技发展提供一个广阔的视野。
    因为兴趣驱动，我们埋头阅读了有关这十项技术的大量国内外报道和文章，受益匪浅。我们一边感叹技术发展，一边浮想联翩，终有所悟，发现了一些线索，获得了一些感悟，于是特别想与大家分享。
    写作的过程也是自己成长的过程，当厘清思绪并把思想变成文字的那一刻，心里满是喜悦。我们非常享受文字落纸的那一刻，一边领略高科技，一边沉浸于把思考和感想变成有趣的文字的喜悦中，感觉自己也逐渐变得唯美起来。
    我们把自编小故事和中国古诗词融入书中，尝试在科普内容中融入人文要素，让本书处处充盈着STEAM融会贯通的教育理念。我们期待对每项技术及其每个方面问题的描述都能给读者带来一种意境，就像如歌的行板，娓娓道来每个技术的身世和前途。
    在这十项技术中，四项与数据和计算有关，三项与基因研究有关，两项与能量利用有关，一项与太空探索有关。与数据和计算有关的四项技术分别是语音识别与互动技术、相互学习的机器人、Slack办公交流工具、“特斯拉”自动驾驶技术。与基因有关的三项技术分别是免疫工程技术、植物基因编辑技术、DNA应用商店。与能量利用有关的两项技术分别是“太阳城”超级工厂和空中取电技术。与太空探索有关的一项技术是火箭回收利用技术。
    数据和计算领域涉及数据来源、网络、云计算、机器学习等技术，这些技术促使人工智能快速发展。对数据和计算领域的整体感觉就是“磨刀不误砍柴工”，人类潜心开发人工智能，人工智能达到“青出于蓝而胜于蓝”的程度，超越人类，现在人类感叹人工智能的厉害，未来人类也许不得不处理和人工智能之间的关系。
    对基因技术的整体感受就是“生存是硬道理”，人类要奔向更美好的明天，就要健康地存活，一切科技飞跃都离不开人类的健康体魄。对能量利用技术的整体感受就是宇宙是一个能量场，能量是人类永恒的追求。对太空探索技术的整体感受就是它是能量技术的延伸，对能量的有效利用使人类深入宇宙进行探索。
    本书对空中取电技术着墨最多，不是回顾历史，就是描述现状，或是讨论未来，总也写不完，没想到这项压轴技术占了本书很大的篇幅。
    对这十项技术，还可以更精简地总结。无论是与数据和计算有关的四项技术，还是与基因有关的三项技术，追求的都是“快”和“准”。与能量有关的两项技术和与太空探索有关的一项技术追求的是“省”和“快”。也许，在描述科技的质的飞跃时，“快”“准”“省”是少不了的关键词，现代高科技就是要在效率上力求“快速”，在效果上力求“精准”和“节省”。
    除了利用自编小故事和古诗词把高冷的科技知识变得温暖外，我们也特别想把技术背后的故事和人物呈现给大家，让本书时时洋溢暧暖的人文情怀。书中出现最多的名字是“特斯拉”和“马斯克”，有尼古拉·特斯拉、马斯克的太空公司、马斯克的太阳能板公司、马斯克的“特斯拉”自动驾驶公司。尼古拉·特斯拉是一位百年一遇的科学家。马斯克是一位大智大勇的科技和商业奇才，他既经历了巨大失败，又获得了伟大成功。无论是如从天到地般的失败，还是如从地到天般的成功，他都从容面对。他有做大事所必需的心理素质，他是一个见了大世面的人。在领略这十项技术的过程中，大多数的时间都是在领略尼古拉·特斯拉和马斯克的风采。似乎他们俩相约在悄然进行一场跨世纪的又寸话。
    这十项技术刚刚露出了端倪，未来仍充满变数，业内人士一边摸索一边前行，即便不是胸有成竹，也胸中充满憧憬，锐意进取。为此，本书在挖掘这些前沿技术时，不仅描述技术进步和未来期盼，还讨论潜在问题或风险，令人在欣喜的同时也保持一份客观冷静。
    本书虽然不能涵盖过去一年中全球所有重大的科技发展，但其内容跨越生物基因技术、语音识别互动技术、火箭回收技术、机器人、太阳能板生产、即时通信、自动驾驶、空中充电各种不同领域，这些内容具有一定的代表性，能够启发读者的思考和探索。
    本书虽是大众科普读物，但是我们也非常期望本书能给学生们带来精神上的享受和知识上的冲击。书中描述的技术不仅与中学的物理、生物、机器人课程等相关联，还能开阔学生的视野，让学生体会到书本中似曾相识的知识如何被科学家演绎成前沿技术，让学生感受到书本知识与“黑科技”之间的距离，为他们缩短这个距离，为他们打通一个通道。
    我们很荣幸本书的写作能获得大师名家的鼓励，非常感谢科技科普领域的泰斗李象益先生和知名专家柳卸林教授欣然拨冗为本书作推荐序和推荐词，这也是对我们今后工作的鞭策。此外，我们也很感谢教育科技行业的新锐总裁对本书的肯定，他们是北京启智荣和教育科技有限公司总裁马丽丽女士、北京时尚百联科技股份有限公司董事长助理段红宇先生。
    作为首师大的学子，我们感恩母校的培养，并很荣幸能与首师大出版社合作出版本书。
    此次写作本书，我们是在做一种写作方法上的尝试和探索，是想更好地与读者分享自己的学习所得，如有不当之处，还请大家批评指正，我们将努力做得更好。
    张勇  徐莉
    2017年5月于北京海淀