序

科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，科学普及与科技创新具有同等重要的意义。纵观世界上的科技强国，无一不是科普大国。我们实施创新驱动发展战略，就是要把科技创新始终放在国家发展战略的核心位置。然而，科技创新离不开大众科普，特别是对青少年的科学普及。只有当青少年的科学认识普遍得到提升，国家的科技创新能力才能获得可持续发展。

在当下知识大爆炸的时代，科普工作需要进一步发展，在科学知识传授的基础上，加强科学观念树立和创新精神培育。该书作者仇志军是我20年前的一个博士生，当年在选择研究课题时，我给他布置了颇具挑战性的量子霍尔效应研究。该效应是由德国物理学家、我的老朋友冯·克利钦于1980年发现的，他由此获得了1985 年的诺贝尔物理学奖。机缘巧合的是，2004年，仇志军由于优异的博士工作受邀参加了在德国林道举办的一年一度的诺贝尔奖获得者大会，并受到冯·克利钦教授接见。之后，仇志军继续在国内外从事学术与科学研究，在此期间仍然与我保持良好的联系。2018 年春节期间，他还带着儿子仇博文（也是本书作者之一）来探望我。当得知他要将这几年孩子的兴趣教育整理成一本科普读物，并邀请我为此书作序时，我欣然应允。

这本书与以往科普书最大的不同点在于紧扣信息技术发展的前沿，是第一本完全以信息网络技术为主的青少年科普书，内容涵盖传统互联网、移动互联网、云计算、大数据、人工智能、物联网等相关知识领域。在写作方面，该书将文学、历史等人文学科内容与信息科学技术有机结合，语言生动活泼，使得科学技术不再枯燥无味。此书也是一部将我们国家独立自主、开拓创新的精神融入科普教育，激励青少年树立科技报国理念，为实现第二个百年奋斗目标、实现中华民族伟大复兴的历史使命贡献力量的佳作。

最近，我非常高兴地看到教育部在最新发布的义务教育课程方案中，将“信息科技”从综合实践活动课程中独立出来，成为一门单独的科目，并将于2022年秋季学期开始执行。这本书的出版恰逢其时，可以作为全国中小学生的信息科技课外读物，以及未来专业规划和学习的参考。

作者简介

仇志军，复旦大学信息科学与工程学院教授、博士生导师，上海市传感技术学会理事。2004年毕业于中国科学院上海技术物理研究所，获博士学位，师从我国著名半导体物理和器件专家褚君浩院士，曾作为全国优秀博士生受邀出席在德国林道举办的第54 届诺贝尔奖获得者大会。曾在中芯国际集成电路制造（上海）有限公司和瑞典皇家理工学院从事新一代芯片技术研发。先后承担多项国家和上海市科研项目，发表学术论文100 多篇，部分研究成果被上海广播电视台、东方卫视、《环球科学》《科技日报》《解放日报》等多家媒体广泛报道，其中物联网技术相关科研进展被《上海科技报》评为“2014 年上海十大科技事件”之一。

仇博文，复旦大学第二附属学校学生，信息技术爱好者，熟练掌握电脑DIY技术，熟悉各类常用操作系统和VMware虚拟化技术，自学Scratch、Python和micro:bit编程。

写在开关的话

从没想到自己会去写一本科普书。几年前，曾有过写书念头，不过当时想写的是专业类书籍，后来由于种种原因就慢慢淡忘了，主要还是觉得看的人少，便提不起兴趣去写。自从博文出生后，我更无暇顾及写书之事，甚至连看书的时间都少了。随着孩子慢慢长大，他接触的世界越来越广，随之而来便是“十万个为什么”。与我们过去单调且自得其乐的童年不同，现在的孩子从呱呱坠地那一刻起，便被五花八门的电子产品所包围。有时候，他们对电子产品的热爱甚至超过对大自然的喜爱。作为新生代家长的我们对这些电子产品既爱又恨，更多的时候则是无可奈何，因为它们已与我们的日常工作、衣食住行密不可分。但是，如果从另一个角度看，电子产品并不完全是洪水猛兽，而是我们这个时代的产物，是人类文明进步的象征，其背后蕴含着丰富的科学知识。如果能在孩子使用这些电子产品的过程中，顺便给他们做一下科学普及，使他们了解技术背后的故事，说不准会激发他们的好奇心，提高他们学习新科学知识的热情和兴趣，而不只是沉迷于各种电子游戏之中。

博文自从进入小学高年级之后，对电脑、手机、智能音响等各种智能化产品产生了极其浓厚的兴趣。起初，我也尝试寻找一些信息技术类科普读物，让他自己阅读以增长课外知识。但后来我发现，这类科普书籍存在一个通病，那就是同质化现象严重，专业术语表述晦涩难懂，阅读起来索然无味，孩子也就再无兴趣看下去。其实这些科普作者忽略了一个重要事实，那就是我们的孩子并不是科技“小白”，他们是在微信、手游、抖音、直播等网络环境下成长起来的，对手机、电脑等电子产品并不陌生，而是深有体会。所以，如果科普书远离孩子生活，对孩子的兴趣点捕捉不到位，就适应不了他们现在变化多端的阅读需求。

既然孩子已见过星辰大海，那何必再从小河开始讲起？这个想法促使我下决心写一本真正适合孩子阅读的科普书。既然不能按照传统的知识传授型科普路线走，那还有什么更好的写作方式呢？这几年，博文在接触互联网之后，提出了各种匪夷所思的问题，通过与他的沟通和交流，我恍然大悟：为什么不从孩子的视角出发，从实际生活场景去写，做到润物细无声呢？我相信，一个孩子提出的问题也是其他同龄孩子想要了解的问题，所以我决定和博文共同完成此书。

本书从互联网出发，涉及日常生活以及未来社会发展所需要的各类信息技术，其中包括局域网和广域网、路由器、Wi-Fi、5G、导航定位、蓝牙、NFC、云计算、虚拟计算机、人工智能、无人驾驶、机器学习、类脑芯片、脑机接口、神经网络、物联网、华为鸿蒙操作系统、微内核、分布式软总线技术、智能家居等，给孩子呈现出近几十年来信息技术从计算机、互联网到物联网，从云计算、大数据到人工智能的融合发展过程。可以设想，在不远的将来，人类将会进入现实世界与虚拟世界相结合的“元宇宙”空间，在该空间，真实和虚幻的界限将变得越来越模糊，正如电影《黑客帝国》中引路人莫菲斯对“救世主”尼奥所说的：What is real? How do you define "real"? If you're talking about what you can feel, what you can smell, what you can taste and see, then "real" is simply electrical signals interpreted by your brain.

为了不让一些专业知识显得深奥难懂，书中尽量采用通俗易懂、轻松幽默的语言和形式多样的彩图去阐述和表达。通过与孩子一问一答的对话形式，尽量做到贴近孩子的日常生活，用孩子容易接受的方式讲述科技背后的故事，做到真正接地气。与传统科普书籍不同，本书并不追求知识传授的面面俱到，而更多是希望实现一种大众化普及，侧重可读性，让孩子在掌握知识的同时，培养一种积极乐观的心态。此外，书中同时还穿插和讨论了我们国家和企业在发展高新技术上所面临的困境和外部挑战，以激发孩子的责任感和民族自豪感。从某种意义上说，这是一本集故事性、科普性和教育性于一体的陪伴式科普读物，是一种新的科普创作模式，对我来说也是一个极大的挑战。如果孩子能在轻松的状态下阅读完整本书并有所收获的话，我相信写这本书的目的就达到了。书的末尾列举了我国在信息科技领域的重点发展方向，希望对孩子未来的专业学习和职业规划有所帮助，还推荐了一些相关书籍和电影作品，可以进一步拓展孩子的知识面，加深他们对本书的理解。

本书在撰写过程中得到了很多人的帮助与支持。在此要感谢我的导师褚君浩院士为本书作序，感谢复旦大学信息科学与工程学院院长迟楠教授为本书撰写推荐语，感谢复旦大学第二附属学校李鸿娟校长倡导“秉承复旦校训，坚持给学生更宽广的教育，让学生全面可持续发展”的办学理念，感谢语文教师黄烨华老师和英语教师张慧莹老师对本书提出的宝贵意见，感谢上海科技教育出版社匡志强副总编和林赵璘编辑的精心策划和辛勤工作，感谢一路陪伴博文成长的小伙伴们：童童、呵呵、翘翘、悠悠、琳琳、小悠、小沐、哈哈、玥玥、虎妞，还有远在大洋彼岸的诺宝。

最后，本人非常欣赏华为终端业务CEO余承东在华为面临美国技术封锁和制裁时所说的一句话：“没有人能够熄灭满天星光。”我想，这夜空中不停闪耀的星光不正是来自千千万万个拥有光明未来的孩子吗？

仇志军

2021 年12 月于新江湾城