2016年，機器人阿爾法圍棋戰勝了世界圍棋冠軍李世石，機器智能戰勝了人類智能，一個新的時代—智能時代開啟了。

最近幾年，人工智能技術迅猛發展，人工智能產品逐漸走進了普通人的生活和工作中。在家庭生活中，掃地機器人、智能音箱、智能家電等產品給人們的生活帶來了極大的便利；在智能化工廠，工業機器人能夠進行自動焊接、切割、拼裝、噴漆……；在很多領域，智能機器逐漸取代了人類的工作，無人停車場、無人超市、無人銀行、無人酒店開始出現。

一百多年前，電的使用徹底改變了人類的生活和工作方式；最近幾十年，計算機和互聯網的迅速普及給人類的工作和生活帶來了顛覆性變化；現在，迅速發展的人工智能技術正給人類的生活帶來巨大變化。很多職業將會被人工智能技術取代，但同時也會產生很多新的職業；未來，大多數行業都將和人工智能技術結合，從而實現智能化轉型。

現在的孩子們生長在智能信息時代，自小便接觸、使用各種智能產品。在他們的世界里，智能產品似乎與生俱來就是生活中不可或缺的一部分。很多孩子雖然會熟練地使用智能產品，但缺少對科技發展史、人工智能和核心技術的了解，更不了解智能技術的發展會給人類未來帶來什么影響。

2017年7月，我國政府發布了《新一代人工智能發展規劃》，提出“人工智能的迅速發展將深刻改變人類社會生活、改變世界。”要“為搶抓人工智能發展的重大戰略機遇，構筑我國人工智能發展的先發優勢，加快建設創新型國家和世界科技強國”，要“實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育”。

智能時代剛剛開啟，這是一個技術更新特別迅速的時代，這也將是一個更加富有挑戰的時代。現在的青少年是未來智能時代的主角，需要面對更多的挑戰。所以他們不僅僅需要會使用智能產品，還需要了解智能技術的運作原理，要有創新能力，有適應快速變化的能力，有面對不確定性未來的能力和勇氣。

了解人類的科技發展歷史，能夠幫助孩子們全面地知曉科學技術發展的歷程，知道所有科學成就都是建立在人類一步一步發展的科學技術基礎上的。

從石器時代到智能時代，人類積累的知識越來越多，科學技術發展的速度越來越快。這些積累的知識都是數據，人類的智慧就是建立在這些知識數據基礎之上的。

機器智能和人類智能類似，也是建立在大數據基礎之上的。信息時代，數據的累積為人工智能技術的發展奠定了基礎。計算機硬件技術的發展、計算能力的提高、算法的進步也都為人工智能的發展提供了助力。

智能時代是信息時代的延續，智能時代是信息時代發展到巔峰的產物。

當清楚地了解了人類的科學技術發展歷史以后，知道“科技進步是人類發展的必然”，我們就不會擔憂未來被機器人取代，不會憂懼被機器人搶了工作。我們只需要樂觀積極地為未來做好準備。

本書第1章介紹了人類的科學技術發展史，從石器時代、陶器時代、青銅器時代與鐵器時代，到第一次工業革命、第二次工業革命、信息革命，一直到現在的智能時代，捋清了人類科技發展的脈絡，并介紹了人工智能的概念。

沒有計算機技術的發展就不會有人工智能技術的出現。人工智能技術是建立在計算機技術發展基礎之上的，第2章介紹了計算機技術基礎，包括計算機硬件和軟件的構成以及計算機語言。

互聯網將計算機連成網絡，并且連接的范圍越來越廣，連接的設備越來越多，物物相連、萬物互聯，構成物聯網，為人工智能技術的發展提供了助力。第3章介紹了互聯網和物聯網的發展歷程和基礎知識。

人工智能技術發展的三大基石是：數據、算法和算力。本書第4章、第5章、第6章分別圍繞三大基石進行講解。

智能時代已經開始了，第7章介紹了我們身邊的人工智能應用，展望了未來的發展趨勢，以及智能時代人類最重要的核心競爭力是什么。

在本書的寫作過程中，吳軍老師所著的《全球科技通史》對本人的影響很大，從中引用了不少觀點和素材，特此感謝。中國水利水電出版社萬水分社的石永峰副社長對本書的編寫出版給予了很大的支持和鼓勵，在此表示感謝。

書稿完成后，作者邀請丁一冉同學（15歲）、劉芝宇同學（12歲）、丁思琪同學（11歲）、王心悅同學（8歲）閱讀書稿，從青少年角度提出建議。在此向他們表示感謝！

智能時代，屬于你們—正在長大的孩子們！

作者郵箱是dh65@qq.com，QQ討論群712978329，歡迎讀者朋友來信、進群交流討論。

作者

2022年10月

第1章　從石器時代到智能時代—人類科學技術發展史 1
1.1　人類和其他動物的區別是什么 2
1.2　人類的科學技術發展歷史 4
1.2.1　石器時代—人類學會了制造工具 4
1.2.2　陶器時代—人類學會了創造工具 6
1.2.3　青銅器時代與鐵器時代—冶金技術的發展 8
1.2.4　數字和進制的發明—數學從這里開始 11
1.2.5　文字的發明—文明開始被記載和傳承 14
1.2.6　科學的誕生—從技術發明到科學理論 17
1.2.7　紙張的發明—文明有了載體 21
1.2.8　印刷術的發明—促進了知識的快速傳播 24
1.2.9　近代科學的發展—人類科技文明開始進入快速發展階段 28
1.2.10　第一次工業革命—蒸汽機帶領人類進入機械時代 32
1.2.11　第二次工業革命—電帶領人類進入電氣時代 35
1.2.12　第三次工業革命—計算機帶領人類進入信息時代 38
1.3　智能時代——人工智能是什么 42
本章小結 44
第2章　人工智能技術的起源—從計算機開始 45
2.1　計算機和人工智能的起源 46
2.1.1　計算機和人工智能之父—圖靈 46
2.1.2　圖靈測試 47
2.1.3　計算機的工作原理 49
2.1.4　人工智能的工作原理 50
2.1.5　計算機系統（或者人工智能系統）的構成 53
2.2　硬件 54
2.2.1　輸出設備 54
2.2.2　輸入設備 57
2.2.3　機箱里面有什么 59
2.2.4　嵌入式計算機 66
2.3　軟件 67
2.3.1　計算機中的軟件 67
2.3.2　智能產品中的軟件 71
2.4　計算機語言 72
2.4.1　什么是計算機語言 72
2.4.2　什么是程序 73
2.4.3　一個重要的公式：程序=數據結構+算法 74
本章小結 76
第3章　從互聯網到物聯網—從計算機相連到萬物互聯 78
3.1　互聯網的起源和發展 79
3.1.1　互聯網的起源 79
3.1.2　互聯網的功能 80
3.1.3　互聯網對我們生活的影響 82
3.2　物聯網——物物相連，萬物互聯 83
3.2.1　從互聯網到物聯網 83
3.2.2　物聯網中的傳感器—人工智能系統的神經末梢 85
3.2.3　物聯網對人工智能發展的影響 86
本章小結 88
第4章　人工智能發展的三大支柱之數據 90
4.1　數據和大數據 91
4.1.1　什么是數據 91
4.1.2　什么是大數據 92
4.2　大數據主要來自哪里 93
4.2.1　四季輪回中的數據 93
4.2.2　一日三餐中的數據 95
4.2.3　大數據來自哪里 98
4.3　大數據有什么用 102
4.3.1　一個案例—手機最了解你 102
4.3.2　又一個案例—大數據技術可以隨時監測健康狀況 103
4.3.3　大數據有什么用 105
4.3.4　保護數據隱私 108
本章小結 109
第5章　人工智能發展的三大支柱之算法 110
5.1　什么是算法 111
5.2　讓我們一起來設計算法 112
5.3　人工智能技術的典型算法—人工神經網絡 120
5.3.1　人腦神經網絡 120
5.3.2　人工神經網絡 121
5.3.3　人工神經網絡的訓練 124
5.3.4　人工神經網絡的應用 124
本章小結 125
第6章　人工智能發展的三大支柱之算力 127
6.1　算力的發展 128
6.1.1　計算工具的發展 128
6.1.2　集成電路和摩爾定律 129
6.1.3　專用集成電路芯片 135
6.2　超級計算機 136
6.3　云計算 139
6.3.1　服務器 139
6.3.2　什么是云計算 139
6.3.3　云計算服務 140
6.4　智算中心和我國的“東數西算”工程 142
6.4.1　智算中心 142
6.4.2　我國的“東數西算”工程 142
本章小結 144
第7章　未來已來—擁抱未來世界 145
7.1　我們身邊的人工智能應用 146
7.1.1　智能手機 146
7.1.2　圖書館的自動借還書機 148
7.1.3　智慧停車場 149
7.1.4　無人駕駛汽車 150
7.1.5　圍棋人機對弈軟件 151
7.2　未來的世界和未來的我們 152
7.2.1　人工智能的發展趨勢 152
7.2.2　機器人會傷害人類嗎 155
7.2.3　未來的世界 157
7.2.4　未來的我們 164

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