少年时04 飞机大解剖

一块沉重的金属，只要造成一定的形状，在空气中做高速运动，空气就能将它托举上天。这本书就要告诉你，这块金属应该做成什么样的形状，并以什么方式运动才能飞？运动中的空气会在它身上产生什么力，我们通过什么仪器就可以在室内测量这个力？飞速是不是可以无限提升，怎样跨越音速的大壁垒？从500年前的飞机模型，到最典型的固定翼飞机外，还有直升机、飞艇，战斗机、变形飞机、可穿戴飞机，一一为你解剖。

少年时16 3D打印

人类制造工具的历史正是一部文明史，从磨制刀斧、冶炼金属到机械自动化生产。现在，又出现一种新的选择—3D打印。有了3D 打印机，我们可以随时随地制造出想要的器物。

可能有的人还在想3D打印是什么，但是，仅几年的时间，3D 打印就已经从一个极客概念走入各个行业。11 岁的少年在尝试打印自己的作品，外科医生在挑战最复杂的打印—心脏……他们都在畅想和实践如何用3D 打印帮助世界。

这是一种新型的制造。你不用刀砍斧刻，不用开发模具，但是，这也并不是魔术。你需要思考如何把一个物体数字化，然后如何把数字化的东西还原成现实的内容。就像我们的照片、创作的插画可以转换成二维的数字照片，我们周围的或者设想的事物也可以变成三维模型，储存为计算机文件，3D打印就是把数字化的模型再还原为现实物体的过

也许很快， 后缀为“.stl”的文件将和“.psd”“.doc”一样普及，这是3D 打印文件的通用格式。你会发现，人在制造中的角色也会相应变化。

少年时17 纳米的世界

你的身高超过1米， 你们家距离学校有5千米，绕地球赤道一圈大约40000 千米……衡量我们生活的世界大小的单位是米和千米，那么，如果把我们的世界缩小到百万分之一呢？那是以微米衡量的细菌等微生物的国度。那么缩小到十亿分之一呢？纳米的世界出现了。这种尺度的变化，就像你在看一张卫星拍摄的照片，随着照片被不断放大，你从地球到看到一个院子，到里面的杂草，到植物细胞中将阳光转化为能量的叶绿体，最后看到组成叶绿体的碳、氢、氧等原子。

原子、分子、蛋白质和细胞—这些都是自然界中最小的“乐高颗粒”，把它们拼在一起，便组成了物质、生命，你会了解这些颗粒的奇特性，比如碳纳米管的坚韧、不活泼的金原子的活性，你也会了解它们的活动如何决定物质的特性、生命的变化。在这个世界中的新发现，让我们有可能拥有强度是钢的10 倍的航天材料、运输杀死肿瘤细胞弹药的“纳米小船” ……这里是现今最热闹的科研“阵地”，让我们一起来看奇迹。

少年时18 开始智能生活

少年时21 小物件 大科学

少年时22 进化中的汽车少年时22 进化中的汽车少年时22 进化中的汽车

少年时22 进化中的汽车

少年时41 一往无前的人工智能少年时41 一往无前的人工智能

少年时41 一往无前的人工智能

少年时47｜科技之“心”

当每个办公室桌上都有一台电脑、每个人手上都有一部手机时，大多数人对代表着时代的“硅器”，对半导体、集成电路这些概念仍然是陌生的;事实上，很多人是在“中兴事件”发生时，才听到“芯片”这个名词的。现在，我们推出这个主题，就是想让读者对这些普遍却又陌生的事物，有一些必要的了解。在这里，我们的专业人士将以拆解一部手机为切入点，带领大家一步一步地了解半导体的神奇，走进集成电路的世界。

少年时48｜与大海共舞

船体现着在人—海关系中人类的智慧。从最古老的木船、帆，利用自然流体的能量，依赖星星和太阳导航，到现在几十万吨的“完美”的船舶，更新迭代的动力能源，离岸的基地，我们都在试图亲近海洋，我们还将在海上定居。我们终将回到大海，与她共舞!

本书讲的是海洋船舶结构、船舶力学和航海的历史故事和基本知识。出于上述的人类本能，相信你会感兴趣。

少年时50｜解构机器人

未来的机器人，并不是直接取代我们的工作，而是和我们一起来创造一种新的工作方式(也许是我们现在还未能预知的方式)，让人类文明跨入一个新的时期。对于现在的我们，离开科幻，从科学角度来了解机器人，是必要的。

少年时57｜21世纪新技术的反思

人类从来没有像今天这样把自己的一切——从衣食住行到生老病死，从活动拓展到能力增强，包括思维模式和价值观念所受到的引领和制约——都交付给一项项高级的技术发明和创造。那么，当技术发展的动能如此强大，如果任其无约束地发展，它既有可能造福人类，也有可能摧毁人类的生存与社会秩序。从这个意义上说，技术需要置于一种庄严的规范之下，那就是科技伦理。

少年时64｜人类废弃物处理

现在，人类每年产生20亿吨垃圾，如果将这些垃圾都装到一辆辆卡车里，这车队可以绕地球24周。

如果管理不当，垃圾将占领城市近郊珍贵的土地；垃圾将导致各种疾病；垃圾将造成世界性海洋污染、洪水泛滥，产生的温室气体造成气候变化；垃圾本身以及由它产生的剧毒的二噁英，将通过曲折的食物链登上我们的餐桌……

目前，已有很多可以扭转这一趋势的解决方案，国际和各国的相关法规也在相继出台。不过，这不仅是政府和机构的事情，这是每一天、每一个公民身边在发生的事情。我们必须参与其中，也许只是一个购物袋，也许只是在购置和处置居家用品时多加一层考虑，我们就能在21世纪让垃圾增长出现拐点！

少年时69｜互联网50年

我们几乎每天都沉浸在互联网中，但我们对它有多少了解?从肉眼看得到的硬件结构——海底光纤、卫星通信、5G基站，到看不到的信号通路——各种特有的协议、数模转换、0和1电脉冲信号、计算机代码，到搜索引擎、社交网络、区块链，等等，它们是怎么工作的?又或者说，当你在家中上网，在搜索框里打下“疫情”2个字，在1秒内，这2个字的信号经过什么样的网络?怎么流动?然后产生数以万计的相关链接;当你点击其中的链接，同样是1秒，信号又是怎么流动，让你立刻读到全世界任何媒体即时发布的关于疫情的最新报道?这些都是本书要告诉你的。

少年时71｜核能探索的曲折历程与未来

在对核能的探索过程中，人类不仅面临着科学认知与技术层面的极限挑战，也面临着社会制度与文化层面的极限挑战。早期，人们怀着好奇，经历了一段较为单纯的探索与认知旅程。但之后，当人们有幸掌握了用核反应创造巨大能量的“咒语”时，却将这威力无穷的“魔法”用在了战争与军备竞赛中。

少年时73｜新型运载工具

在人类的心目中，地球在20世纪伊始变得非常小，到21世纪又变得更小。这得益于汽车、飞机、高速列车等一系列交通工具的出现和发展，人类曾经梦想在80天环游世界，在150年后的今天，这个时间可以缩短至不到50小时。

想象一下，你坐在一辆像咖啡厅一样的多功能车里，品尝刚研磨好的咖啡，和朋友聊天，或处理紧急事情，向AI助手咨询目的地信息……路途已经不再意味着等待。

听起来不真实?但事实上，这可能就是下一个十年，甚至是下一个五年的运载工具。你的生活可能真的会“在路上”。

少年时85｜2020年代智能生活

有分析认为，21世纪20年代，是智能生活爆发式发力的年代，将会有大量功能成熟、价格合理的智能设备和服务投入市场：从现有的智能音箱、智能温控、扫地机器人等拓展到全天候的健康监控、家用机器人、3D按需打印、像服饰一样的可穿戴设备，直至现在备受关注的元宇宙……

我们从2021年11月发布的“Matter”，看到业界已经跨出了“打通连接”的第一步。Matter是全球物联网连接标准，它为所有智能设备创造了一种全球性的共同语言，让它们能够无障碍地交流。消费者可以放心地将任何能讲“Matter语”的新产品添加到智能家居之中，而不必担心它们是否能对上话。

当然，很多有识之士已经意识到，我们不是在寻找新的设备，而是在寻找简化我们生活的方法。只有当设备真正向我们展示了价值时，它才有意义。首先，它们应该向我们学习，知道我们喜欢什么、需要什么、面对什么危机。它们应该解决我们已知的问题，并以我们能够理解的方式解决。这就是我们对智能生活真正的期待，智能不是关于什么是可能的，而是关于什么是有用的和有价值的

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