打印页面

目录

6    什么是技术?

8    技术与通信

16  新闻和娱乐

22  工作和学习中的技术应用

26  智能房屋

28  医学技术

34  农业技术

38  技术与交通

42  利用技术探索

 

第6—7页

什么是技术?

我们每天都在使用技术，但技术是什么呢？如果你说“技术就是电脑、平板电脑或智能手机”，也未尝不可。但技术远不止是电子产品，它是科学的实际应用。电脑、疫苗甚至轮子都是不同形式的技术。事实上，任何让生活更美好的发明或发现都是技术！

第一个轮子

第一个轮子发明于公元前3500年，用于制作陶器。

名字有何含义？

technology（技术）一词由希腊语单词techni（艺术或技能）和logos（文字或言语）组成，原义为“谈论艺术”。

现在，技术影响着我们生活的方方面面，且比以往任何时候更甚。它帮助我们与远方的家人交流，让我们能够随时随地获取新闻和娱乐。技术让工作、学习和家务变得更容易，让我们保持健康和安全，甚至改善我们种植粮食的方式。技术无处不在！

编程先驱

有些人认为，洛夫莱斯伯爵夫人阿达·金是第一位计算机程序员。1843年，这位英国数学家为首台机械计算机编写了程序，即分步指令。

电子化

首台全电子计算机诞生于第二次世界大战期间，其体积大到足以装满一个集装箱！

 

第8—9页

技术与通信

如果没有海因里希·赫兹，就不可能有今天的通信技术。19世纪末，这位德国科学家在研究电和磁的关系时发现了无线电波。无线电波是看不见的电磁波，可以携带信息并以光速传播。

两地连线

发电报时，操作员使用摩尔斯电码通过电线发送编码信息。在摩尔斯电码中，字母表中的每个字母都由长短音的组合来表示，短音叫作点，长音叫作划。

波长不同

无线电波可以像你的铅笔尖一样短，也可以超过100公里长！

虽然赫兹没有意识到无线电波将会变得何等重要，但是，无线电波确实改变了人们的交流方式。在赫兹发现无线电波之前，人们使用电报和电话进行长途通信，信息每次只能沿着电线逐个房屋或建筑传播。而无线电波却使通信无线化，通过无线电波，信息比以往任何时候都传播得更快更远。

如今，很多不同的技术都依靠无线电波。收音机、电脑、手机、电视、卫星和全球定位系统设备都使用无线电波收发信息。

早期的电话

美国电话电报公司成立于1885年，是美国最早的电话公司之一。

神奇的无线电波

无线电波可以穿过物体和空间。美国国家航空航天局（简称美国宇航局）使用无线电波来寻找并研究太空中的物体。无线电波甚至被用于寻找遥远的星系。

 

第10—11页

独特信号

手机使用不同的频率来传播信号，以防手机通话串线。

辞旧迎新

现在大多数人都有手机，没有固定电话，因此，很多电话公司想拆除电话线，专注于无线技术。

那么，手机究竟是如何使用无线电波的呢？当你使用手机时，其中的微型计算机会将你的声音或文本中的单词转换为二进制代码。二进制代码是由0和1组成的电子信号，计算机可以读取。手机通过无线电波传输或发送该信号，附近的移动信号塔接收信号并将其传递给交换机。在交换机内部，另一台计算机会读取信号，然后搜索所发信息的目标位置——你朋友的手机。

交换机用另一个无线电波来加载你的电话内容，并将其发送到你朋友附近的移动信号塔。你朋友手机里的接收器捕捉到信号，并将其还原。如果你的朋友使用的是座机，交换机会把信号通过电话线传递到你朋友家里。

智能手机

第一代手机不像计算机，更像对讲机，只能拨打和接听电话。如今，大多数手机都是“智能的”。智能手机是一种可以上网、打电话和发短信的小型计算机。全球有超过60亿人拥有智能手机。

 

第12—13页

人们也用计算机交流。孤立的计算机只能处理并存储信息，但是与一组计算机联网后，就可以与网络上的其他任何一台计算机共享信息。

互联网是一个巨大的网络，用于连接世界各地的计算机，让它们能够共享信息。

来邮件了！

email一词是electronic mail的缩写。

连接世界

全球有50亿人能上网。

上网有多种途径，智能手机、平板电脑或联网的计算机都可以上网。一旦进入互联网，就可以获取海量的信息。你可以查到你最喜欢的电影什么时候上映，或者了解鲨鱼。你可以买一双新鞋，发一封电子邮件或与世界各地的朋友联系。

互联网通过线缆和无线电波将计算机连接起来，无线网络叫Wi-Fi。

电子邮件趣闻

1971年，计算机工程师雷·汤姆林森发送了第一封电子邮件，收件人是他自己。20年后，美国宇航局的宇航员从太空发送了第一封电子邮件，邮件写道：“你好，地球！”如今，每秒发送的电子邮件超过350万封。

 

第14—15页

搜索引擎

你想了解小狗吗？只需在你的互联网搜索栏里输入“小狗”，谷歌这样的搜索引擎就会根据你输入的关键词来帮你迅速找到信息。

搜索不停

谷歌每天收到大约85亿个搜索请求。

互联网上的信息都储存在万维网上。万维网就像一个满是书的图书馆。每本“书”就是一个包含多页信息的网站。正如图书馆里的每本书都有自己的索书号一样，每个网站都有自己的地址。网址又叫统一资源定位系统（uniform resource locators），缩写为URLs。它可以追踪网站在互联网上的存储位置。很多网址以“www”开头，表明它们位于万维网上。

连接到互联网的计算机也有自己的地址。计算机地址又叫互联网协议地址（internet protocol），缩写为IP地址。IP地址是一串数字和英文句点，让网络知道哪台计算机正在连接它。

索书号、网页的URL

名字有何含义？

人们用不同的词来形容互联网。20世纪90年代，人们震惊于互联网的速度，称之为“信息高速公路”。如今，人们把互联网比作浩瀚的太空，称之为“网络空间”。

 

第16—17页

新闻和娱乐

“号外！号外！快来看！”过去，这句话是在告诉周围的人，刚刚发生了一件大事——当地报纸有最新的独家报道。

技术改变了我们获取新闻的方式。在互联网和有线电视发展之前，新闻都是在特定时间报道。有些报纸一天或两天出版一次，有些一周出版一次。电视台分别在早上、中午和晚上报道新闻。有时会插播特别报道，但突发新闻往往先通过广播报道。如今，我们通过电视屏幕上滚动的标题或手机提醒获取此类最新消息。

电视的历史

第一家电视台于1928年开播——是全黑白的。1954年，第一台彩电售出。1941年，第一条电视广告在布鲁克林道奇队和费城费城人队的棒球比赛期间播出。

看电影

电影已经有100多年的历史了。从那时起，电影制作者就加入了声音、色彩和很多不同的特效来创造我们今天看到的“电影魔术”。

技术对娱乐也产生了巨大影响。就在几十年前，电视台数量有限，播放的节目数量也有限。如果你错过了最喜欢的节目，那就太遗憾了。要看电影，你得去电影院。要听音乐，你得去音乐会，打开收音机或者买唱片。如今，可以随时随

地在各种不同的设备上获取新闻并进行娱乐。

突发新闻

注意！

“突发新闻”被认为非常重要，因而可以打断或插入其他节目。

数字新闻

世界上每份主流报纸都在网上发布了电子版。如今，《纽约时报》平均每天发布200篇新闻报道，包括纸质版、电子版、音频和视频格式。

 

第18—19页

有了互联网，你现在几乎可以获取任何你想要的内容。人们可以使用互联网下载音乐、在线播放电影和电视节目，看电子书，从图书馆下载书籍，还能听播客。播客就像电台脱口秀节目，会定期更新内容。有些播客录制采访或音频故事，有些则提供教育性内容，可随时享用。

笑一笑！

每天有32亿张照片被分享到社交媒体。

假新闻

假新闻报道企图通过分享异想天开的阴谋论和假新闻而非事实来获取读者并牟利。网上经常能看到这类内容。

但发布在网上的信息并不都是真实的。互联网是一个开源网络，这意味着任何人无需征得许可就可以对内容添油加醋甚或改头换面。这有利也有弊。开源技术可以让人们相互协作，共同改进内容。但是，目前，全球还没有监管者来规定这些技术的使用方法。因此，人们可以在网上随心所欲地发布任何内容——即使它是危险的或虚假的。

评估内容

对网上看到的内容持有批判性思维十分重要。为此，请考虑信息的来源，核查信息的发布时间，并想想为什么有人会发布这些内容。然后，将这些信息与你信任的资源进行比较。

 

第20—21页

大多数智能电视都预装了流媒体应用程序。

智能电视是另一种改变了人们获取新闻和娱乐方式的技术。智能电视并不是超级智能，只是具有真正的互联网功能，可以通过Wi-Fi连接其他网络设备。智能电视连接在线流媒体平台，这样人们就可以观看电影和电视节目。通过流媒体平台，人们可以随时随地观看节目，甚至可以在观看过程中暂停和回放！

更多智能设备

任何能连接到互联网的设备都是智能设备，都是物联网的一部分，比如智能手机控制的家用电器、可视门铃和自动照明灯等。

智能电视不是只能流播电视节目，还可以通过天线或有线方式接收广播电视信号。它还有特殊的接口或插头，可以无需Wi-Fi直接连接视频游戏系统和设备。

虚拟现实技术可以使观看体验更进一步，利用计算机技术创建一个可供用户探索的三维空间世界。虚拟现实头显就像屏蔽现实世界的护目镜，可以利用声音——有时还有气味——让用户觉得自己身处虚拟世界。有些虚拟现实设备甚至配有能模拟触觉的手套。

电视接口

虚拟培训

虚拟现实技术可用于教育和职业培训。建筑师和工程师可以用虚拟现实技术来查看他们设计的产品模型，医学生可以用虚拟现实技术来练习护理病人。

另一种无线选择

蓝牙可以无线连接设备，但它只用于短距离传输。

 

第22—23页

工作和学习中的技术应用

技术在工作中尤其有用，可以帮助企业追踪资金，制订日程，创建演示文稿，还可以让人们即使在家办公时也能与他人相互协作。

企业依靠技术与客户联系并进行客户关怀。通常，第一次联系是通过商店的网站进行的，但这只是商店在人们购物时所使用技术的一小部分。

招聘启示

有时，企业依靠技术来寻找员工，在网上发布招聘信息。人们通过电子邮件发送简历或在线填写申请。

二维码

二维码的工作原理和条形码一样，只是形状不同而已。

商店里每件商品的包装上都有一个独一无二的条形码或二维码，这些码可能看起来一样，但每个码都是唯一的，包含大量信息。

当店员扫描包装上的条形码或二维码时，计算机就会将该商品从商店的库存数中减去。商店经理会持续关注此信息，从而知道何时为商店补货。

远程办公

在家办公的人使用笔记本电脑和智能手机之类便携式或可移动设备，只要能连网，任何地方都可以成为工作场所。

条形码

条形码可以帮助企业追踪货架上的商品。

 

第24—25页

在学校，技术也大有可为。几十年来，学校一直在课堂上使用计算机辅助学生学习。计算机可以帮助学生做研究、写报告、练习数学技能并学习文字录入和写代码。但在2020年，情况发生了变化。一种快速传播的冠状病毒COVID-19导致世界各地的很多学校和企业关闭。

虚拟教室技术

在虚拟教室中，教师可以通过链接分享文件、视频和其他互联网资源，让学生在任何地方都能学习。

应用于课堂的技术

交互式白板可以连接到计算机上，像触摸屏显示器一样工作。学生可以用手指在屏幕上写字、画画和移动物体，还可以与全班同学分享学习成果。

这时，计算机应急施援！老师们创建了虚拟教室，学生得以继续学习，他们还把课程和作业发布到网上，通过实时视频与学生联系，甚至带着班级进行虚拟的实地考察。在线平台让学生能够与同学合作，线上阅读教材，甚至欢迎作家、科学家等演讲嘉宾！

让学习变得有趣

程控机器人是学习编程的一种有趣的方式。通过应用程序，用户可以输入分步指令让机器人照做。

 

第26—27页

智能房屋

人们在家也会用到各种各样的技术。程控恒温器可以让家里冬暖夏凉。传感器可以根据一天中的时间控制灯光的开启和关闭。机器人甚至可以帮忙打扫卫生！有些机器人形似大个儿的冰球，可以按程序设计来为地板吸尘。工作完成后，机器人会回到充电底座，为设定好的下次清洁做准备。

虚拟助手

虚拟助手可以识别语音，只需叫它们的名字，然后问问题或者告诉它们做什么即可。

在花园里

机器人割草机可按预设程序割草。

像亚马逊智能助手或谷歌智能家居这样的虚拟助手可以让人们的生活井井有条。这些设备可以连接互联网和智能手机，跟踪日程安排，提醒人们何时吃药、何时遛狗等。虚拟助手可以生成购物清单，在线下单，还可以播放音乐，辅导作业以及讲笑话等。

有些房屋是智能的，家里的灯、锁、恒温器和电器都可以用手机或计算机远程控制。如果家里有虚拟助手，它就能控制连接到系统的所有设备。

无瑕美景

这台机器人粘在窗户上。随着传感器的指引，它会上下移动，喷水并把窗户擦干净。

更好的灯泡

第一个LED灯泡发明于1962年。在过去的几十年里，LED灯变得更加明亮、可靠。如今，家庭、办公室、医院和学校都用LED灯。

 

第28—29页

医学技术

技术在医学领域发挥着性命攸关的作用。医学技术不胜枚举。虚拟现实技术可以训练医学生识别健康问题并做手术，家用医疗器械可以检测血糖，还有机器人来帮助保持医院清洁，连急救人员在紧急情况下用来控制交通信号灯让其变成绿色，以便救护车安全通过的全球定位系统技术，也是医学技术。

机器人甚至能帮医生做手术，医生一边用计算机控制机器人的机械臂，一边通过微型摄像头从三维视角的高清放大视图观察机器人的操作。

医院机器人

有些医院和诊室使用机器人来协助完成日常工作，如配送物品、补充库存和办理入院。

愈合时间

机器人辅助手术只需切几个小口，所以病人恢复得更快。

技术发展

有朝一日，微型纳米机器人将被注射到你的血液中。纳米机器人可以帮助医生在癌症等疾病伤害到身体之前进行诊断和治疗。但是目前纳米机器人仍在试验中。

超级保洁员

清洁机器人用紫外线来让医院和机场等繁忙场所保持清洁，也能自行进入病房，用紫外线杀灭细菌。

 

第30—31页

你是否骨折过？如果是，你可能做过X光检查。X光检查已经有很长一段时间的历史了。它用高能光波来“观看”身体内部。当X射线穿过时，部分射线被骨骼吸收，未被吸收的射线会在黑色胶片上形成灰色的阴影图像，射线被吸收的地方则显示白色图像。这让医生很容易就能看到骨折，因为断骨在胶片上是白色的。

发现X射线

1895年，德国物理学家威廉·伦琴偶然发现了X射线。当时，他正在做光和辐射的实验,不知道这种射线是什么，所以就将其命名为“X”射线，X的意思是“未知的”。

磁共振成像扫描仪也可以让医生看到人体内部。第一台全身磁共振成像扫描仪诞生于1977年。从那以后，磁共振成像扫描仪变得更快、更强、更准确。磁共振成像扫描仪，如下图中的这台，使用磁体和计算机程序来拍摄人体柔软部位的照片。医生使用这些图像来诊断病痛的原因。

高技术影像

混合现实眼镜是一种虚拟现实技术，是医生“观看”人体内部的一种新方式。在手术过程中，医生可以用声音或手势来查阅病人档案，并看到病人身体的三维模型。

强磁

磁共振成像中的磁体磁性比冰箱贴强3000倍。

 

第32—33页

有些医学技术着实让每个人的生活更轻松、更健康，远程问诊就是一个很好的例子。患者不用去诊室，可以待在家里，通过电话或在线咨询医疗保健人员。

在新冠病毒疫情期间，远程问诊得以流行起来。这些咨询有助于减缓病毒的传播。当患者因为生病、距离远或事务繁忙无法前往医生诊所时，远程问诊也是不错的选择。

远程医疗的局限

有时，与医生进行远程诊疗无法实施，像X光检查、血检及其他检查病人必须亲自到场，医生才能做出准确的诊断。

可穿戴医疗设备也有助于人们保持健康。有些可穿戴设备是为有特殊医疗需求的人设计的，可以追踪血糖、心率等重要数据，然后把这些信息发送给医生。

智能手表就是一种可穿戴医疗设备，可以追踪一个人每天的运动和睡眠时间。这有助于人们就自己的健康问题做出决定。智能手表还可以在锻炼时播放音乐，或设定程序在人们坐得太久时发出提醒！

监测糖尿病

人体将食物转化为糖来提供能量，糖尿病会影响人体使用糖的方式。糖尿病患者必须定期检查他们的葡萄糖或血糖水平，以防过高或过低。葡萄糖监测仪可以固定在人的手臂上，每五分钟测量一次血糖水平。

 

第34—35页

农业技术

技术还可以改善种植粮食的方式。科学家已经为植物创造出了抗虫、抗旱、抗病毒且抗病的转基因种子，这些种子能帮助农民种出更高产的作物。

卫星也能发挥作用，可以收集温度、湿度和其他一切能影响植物生长的数据。农场的某些地方比其他地方更潮湿或杂草更多。农民可以利用卫星收集的数据来确保每个地区的植物都获得其生长所需的资源。

种苗争议

有些人认为转基因种子有助于应对21世纪最大的挑战之一——世界饥饿问题。有些人则担心，转基因种子长出的植物将与本地物种竞争，对生物多样性产生负面影响。生物多样性是指一个地区的所有动植物物种的共生状态。

这一过程称为精准农业，有助于保护环境，让食品价格保持在低位。

我们也不能忘了设备。现代拖拉机很多年前就已经能够自动驾驶了，但是拖拉机上仍然需要有人。近年来，农业机械公司进一步改进了这项技术。现在甚至有了无人驾驶的拖拉机！农民可以用手机操控。

填补空白

很多在农场长大的年轻人搬到了城市，因此农场工人供不应求。无人驾驶拖拉机可能有助于解决劳动力短缺问题，这样农民就可以生产出足够养活全世界的粮食。

 

第36—37页

技术也可以帮助那些饲养动物的人。有些牧场很大，所以牧场主使用无人机来监视一切。无人机飞过时，牧场主可以看到有多少水和草可用。如果水和草不够，就该把牛转移到另一个牧场了。

无人机还有其他用途。牧场主可以使用无人机的热感摄像头来寻回失踪的牛，哪怕它们站在山谷里或树下。

奶牛身份证

牧场主和奶农使用电子识别标签来追踪牛的信息。电子识别标签是一种佩戴在动物耳朵上的小型纽扣状电脑芯片。扫描标签，即可获取有关该动物的所有存储信息——从出生日期到健康史。

有些奶农使用机器人挤奶系统。每头奶牛都有一个电子标签，机器人会读取标签识别奶牛，为奶牛提供适量所需食物。

当奶牛进食时，机器人会清洗奶牛的乳房并接上挤奶杯。电脑会记录奶牛的产奶量和进食量。挤完奶后，所有东西都会清洗干净，供下一头奶牛使用。

机器人做杂务

机器人在农场不止能挤奶，还有喂牛、刮粪和清洁牛棚的机器人。

制作奶品

很多奶牛每天产奶45升，这些牛奶足以制成2.3公斤黄油、5.4公斤马苏里拉奶酪或30升冰淇淋！

 

第38—39页

技术与交通

交通技术改善了人和货物在城镇或全国的流动和流通方式。目前，大多数车辆是由石油和天然气等化石燃料驱动的。这些燃料需要很长时间才能在自然界中形成。于是，研究人员开始寻找驱动汽车的新方法。

电动汽车已有多年历史，电池经过改良，充一次电能使电动车行驶645公里。

电动自行车

也有电动自行车！电动自行车比普通自行车大一点，靠电池驱动，使骑行时速达到45公里！

磁悬浮电梯

有一种多向电梯也采用了磁技术。这种电梯不是用绳子和线缆拉着上升的，而是靠磁力的推拉来上下左右移动的！

磁体是另一种为车辆提供动力的方式。第一台磁悬浮列车于1984年开通。磁悬浮列车利用磁力让列车“漂浮”在轨道上方，一组磁体把列车向上推，另一组推动它前进。

如今，研究人员正在利用磁悬浮技术开发一种名为“超级高铁”的新型交通工具。超级高铁利用磁体推动类似列车的胶囊舱在密封管道中运行。这种胶囊舱耗能很少，速度却比大多数飞机还要快。

上海磁悬浮列车

超级高铁的希望

有朝一日，超级高铁可以用来载货载人。设计师认为，超级高铁的时速将达到1200公里。

 

第40—41页

工程师定期开发能提升车辆安全性能的新技术。新型汽车装有传感器，车道前方有物体挡路或另一辆车离得太近时，传感器会提醒司机。如果司机没有做出反应，汽车会自动制动。

有些新型汽车配有夜视系统，用热成像摄像头来帮助司机在黑暗中看得更清楚。

夜视功能

夜视摄像头可以让司机看到隐藏在黑暗中的东西。

禁止手机通话区

现在汽车上采用了一种技术，可以在人们开车时把手机调成静音，这有助于司机专注于道路。

与安全相关的其他创意仍在研发中，例如，工程师想在驾驶员的安全带或换挡杆上安装传感器，可以识别到驾驶员注意力不够集中的情况。传感器将启动车载计算机，让汽车熄火，以免意外伤害他人。

超时了！

长途驾驶会使人感到疲劳。但是，对于把货物运送到全国各地的卡车司机而言，长途驾驶不可避免。为了帮助他们在路上保持安全和警觉，有法律规定卡车司机什么时候应该休息，每天可以驾驶多长时间。

 

第42—43页

利用技术探索

人类只有乘潜艇才能潜入深海，那里水压极高，温度极低。在没有保护的情况下，我们也无法在月球上行走，那里的大气会令我们丧命。但多亏有了技术，我们才得以深入了解海洋和月球。几个世纪以来，人类一直利用技术探索周围的世界。

如今，我们通过机器人可以了解很多事物。机器人可以去人类去不了的地方。目前正在探索火星的机器人是最著名的科研机器人之一，它就是好奇号太空火星车，其机械臂可以从火星表面采集岩石和土壤样本，其传感器和摄像头则像一个带轮子的科学实验室。好奇号将收集到的所有数据都传回给地球上的科学家。

好奇号于2012年开始探索火星，它的任务是探索火星上是否曾经存在生命。

探索太空

2021年，毅力号太空火星车和机智号迷你机器人直升机降落在火星上。它们的实验发现可能会为人类有朝一日前往火星铺平道路。

遥控潜水器是一种探索海洋的水下机器人，与人类相比，可以潜得更深，停留的时间也更长。潜水器上的摄像头拍摄海洋生物，传感器测量水的深度和温度。这些数据通过一条长电缆传给在船上等待的科学家。有些遥控潜水器还采集样本。

极端情况

海洋温度在-2℃至30℃之间。但在热液喷口附近，水温可高达400℃！只有遥控潜水器才能应对这种极端环境。

耐久技术

科学家设计了好奇号，使其能在恶劣的火星大气中工作至少687个地球日，也就是一个火星年。没有人预料到好奇号在10年后还能工作！

 

第44—45页

地球上还有很多地方人类探索起来困难重重。有些地方太危险，有些地方难以到达或穿越。但这并不意味着它们研究无望——只要有技术来帮忙。

想象一下热带雨林。有时，科学家背包徒步穿越丛林，手工记录数据并采集样本。有时，他们用激光探测及测距（激光雷达）技术从空中研究雨林。激光雷达功能强大，可以透过树冠绘制雨林地面的详细地图。

改变历史

最近，考古学家利用激光雷达数据在亚马孙雨林深处发掘出了一个以前不为人知的文明遗迹。他们的发现促使历史学家重新审视对亚马孙雨林历史的认识。

激光雷达

激光雷达可用于绘制建筑物和城市地图，还可以透过海洋浅水层来绘制海岸线地图。

激光雷达是如何工作的？当飞机飞过一个区域时，激光雷达用激光向地面发射光脉冲。光线反射回飞机，激光雷达记录数据，然后使用全球定位系统技术来测量飞机与检测物之间的距离，从而绘制出地图。

技术触及我们生活的方方面面，使我们的生活变得更便利，提高了工作效率并帮助我们学习。只要人们不断创造新的技术，人类的进步将有无限的可能性。

看到地面以下

探地雷达是另一种能让人们看到地下的技术。它向地面发射无线电波，无线电波遇到不同的物质时，会反弹回来。传感器读取这些数据，探地雷达就能绘制隐藏在地表以下物体的图像。