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电子计算机的发展使人类进入了数字文明时代。计算机原来应物理学的需求而出现，也由物理学准备了它诞生的物质条件。在20世纪，物理学首先成为立足于实验、理论和计算三大支柱之上的成熟的科学。在21世纪，包括生命科学在内的整个自然科学正在沿相似的道路前进。电子计算机正在全面进入生产技术、科学研究和社会生活的各个领域，彻底改变着整个人类文明的进程。
本书从数字文明的高度回顾了物理学与计算机相辅相成的历史，讨论了计算机和计算中的物理，分析了计算机发展所面临的物理限制和物理学为未来计算技术所提供的可能前景。本书内容丰富、取材多面新颖，可帮助理工科大学生、研究生以及物理和计算机专业的科学技术工作者开阔眼界、了解全局，为进一步深入钻研准备背景知识。

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  序言
  再版前言
  初版前言
  第一章 从“结绳记事”到卡片计算机1
  人类有史以来进行过多少次算术运算?2
  曼哈顿计划4
  卡片计算机6
  什么因素限制了计算速度8
  数的进制和存储10
  大数和小数15
  第二章 用真空管和延迟线制造的电子计算机
  “逻辑控制”：一问便知是天才18
  “蛤蟆”继电器和逻辑电路21
  真空管“开关”28
  记忆屏幕和延迟线存储器31
  内部程序控制的冯·诺伊曼计算机32
  一张假想的“机器指令”表35
  磁性存储元件43
  我国的第一台电子计算机46
  第三章 “于无声处听惊雷”——半导体的崛起48
  没有用武之地的半导体49
  电子能带、p型和n型半导体51
  半导体器件的崛起58
  MOS和硅“平面工艺”63
  半导体逻辑电路68
  半导体存储器72
  SSI、MSI、LSI、UISI、VLSI和GSI76
  半导体异质结构83
  磁盘和光盘86
  第四章 计算机世界91
  计算机和“算计”机93
  软、硬、虚、实的关系95
  计算机语言100
  从POP到OOP106
  操作系统110
  知识产权和软件共享115
  巨机不巨、微机不微119
  从单机到网络127
  并行计算的兴起133
  从网络到超级计算机139
  第五章 物理学家的好助手146
  实验控制和数据采集147
  模拟信号和数字信号147
  中断处理149
  并行接口和串行接口150
  USB 通用串行总线152
  PCI 外部设备连接总线153
  核电子学标准的兴衰155
  高能物理实验159
  从头算起161
  计算机“代数”164
  物理学中的人工智能167
  第六章 计算机带来的物理学171
  费米-巴斯塔-乌勒姆“实验”171
  “孤子”和“孤波175
  遍历问题和“反KAM”定理178
  非线性系统中的混沌现象181
  分子动力学和“长尾巴”行为185
  “夸克禁闭”和“渐近自由”189
  计算物理和实验数学的诞生193
  生物信息学和计算生物学195
  第七章 计算方法中的物理学202
  人工黏滞性202
  列昂多维奇边界条件204
  采样定理和测不准关系式205
  由演化过程计算定态分布208
  差分格式里的物理211
  元胞自动机和格子流体力学213
  重要性抽样法216
  遗传算法221
  NP 完备问题和“自旋玻璃”223
  可算性、有限性和递归226
  语言和计算机的复杂性228
  第八章 计算机受到的物理限制236
  最快能多快?237
  最小能多小?239
  可以不消耗能量进行计算吗?241
  发热和冷却244
  联线问题248
  有没有量子限制?250
  第九章 物理学和未来的计算机254
  量子阱、量子线和量子点255
  光计算机261
  自旋微电子学265
  超导计算机268
  分子电子学272
  DNA计算273
  量子信息和量子计算277
  第十章 没有结束的话283
  英汉对照兼索引292
  后记296