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题型:现代文阅读 题类:常考题 难易度:普通

福建省长泰县第二中学2015-2016学年高二下学期期中考试语文试题

阅读《牛郎织女》选段,完成小题。

    ①牛郎织女是我国最有名的一个民间传说,是我国人民最熟悉的关于星的故事。这个故事是谁最先说出来的?什么时候开始在民间流传?这两个问题不晓得已经有人考证出来没有。南北朝时代写成的《荆楚岁时记》里有这么一段:“天河之东,有织女,天帝之子也。年年织杼劳役,织成云锦天衣。天帝怜其独处,许嫁河西牵牛郎。嫁后遂废织。天帝怒,责令归河东。惟每年七月七日夜,渡河一会。”……

②牛郎星和织女星都比太阳大得多、亮得多。为什么我们看起来只是两小点的光呢?那是因为这两个恒星比太阳远得多。牛郎的光度为太阳的10倍,直径大7成,质量差不多大7成。织女的光度等于太阳的50倍,直径等于太阳直径的2.76倍,质量差不多等于太阳的3倍。所以,织女比牛郎大,比牛郎亮,比牛郎重,算来还是牛郎的大姐姐。牛郎离我们的距离为16光年,比太阳远100万倍;织女离我们的距离为26光年,比太阳远170万倍。织女不仅比牛郎大好些、亮好些,而且又远好些,所以我们看起来两个星差不多一样亮。光从牛郎星来到我们的眼里,需要16年;光从织女星来,需要26年。牛郎织女两星不是在同一方向,两星之间的距离是16.4光年。无线电波的速度和光一样,假使牛郎想打一个无线电报给织女,得等32年才有收到回电的可能。

(1)、选段①的划线句子反馈出的主要信息是(    )

A、织女偷懒,天帝喜怒无常。 B、天界人人平等,任何人都要参加生产劳动,无一例外, C、天帝日理万机,织女忙里添乱。 D、天帝对织女废织一事很有意见。
(2)、说说牛郎织女两星的差异。

(3)、选段①使用的最主要说明方法是,那是为了说明“”这一特点的。

举一反三
阅读下面的文字,完成下面小题。

中德研究人员破解北京雾霾形成之谜

    ①中德两国研究人员21日说,他们破解了北京及华北地区雾霾最主要组分硫酸盐的形成之谜,发现在大气细颗粒物吸附的水分中二氧化氮与二氧化硫的化学反应是当前雾霾期间硫酸盐的主要生成路径。这一发现凸显在继续实施减排措施的同时优先加大氮氧化物减排力度对缓解空气污染问题的重要性。

    ②近年来,北京及华北地区雾霾频发。已有研究表明,硫酸盐是重污染形成的主要驱动因素。在绝对贡献上、重污染期间硫酸盐在大气细颗粒物PM2.5中的质量占比可达20%,是占比最高的单体;在相对趋势上,随着PM2.5污染程度上升,硫酸盐是PM2.5中相对比重上升最快的成分。因此,硫酸盐的来源研究是解释雾霾形成的关键科学问题。

    ③清华大学贺克斌院士和德国马克斯·普朗克化学研究所的程雅芳教授等人当天在新一期美国《科学进展》杂志上报告说,他们运用外场观测、模型模拟及理论计算等手段发现,在北京及华北地区雾霾期间,硫酸盐主要是由二氧化硫和二氧化氮溶于空气中的“颗粒物结合水”,在中国北方地区特有的偏中性环境下迅速反应生成。颗粒物结合水是指PM2.5在相对湿度较高的环境下潮解所吸附的水分。

    ④该结论与通常认为的硫酸盐形成机制有较大不同。现有基于欧美等地区的经典大气化学理论认为:硫酸盐主要是在云水环境中形成,由于云中的液态水含量远高于颗粒物结合水,通常高出1000到10万倍,所以与云水中的硫酸盐生成反应相比,颗粒物结合水中的反应可以忽略;理论计算还显示,在云水反应路径中,二氧化氮氧化二氧化硫生成硫酸盐这一路径的贡献也可忽略不计。

⑤而在北京及华北地区雾霾期间,一方面,由于颗粒物浓度大幅上升及静稳气象条件下相对湿度较高等原因,颗粒物结合水含量远高于经典情景,颗粒物结合水中的反应总量大大提升;另一方面,重度雾霾期间二氧化氮浓度为经典云水情景下的50倍以上,这直接改变了二氧化氮氧化路径的相对重要性。此外,北京及华北地区大量存在的氨、矿物粉尘等碱性物质使得当地颗粒物结合水的pH值远高于美国等地,呈现出特有的偏中性环境,而二氧化氮氧化机制的反应速率会随pH值上升而大幅提高。

    ⑥研究人员据此在论文中指出,优先降低氮氧化物的排放可能有助大幅降低中国雾霾中的硫酸盐污染水平。

    ⑦“该研究表明我国复合型污染的特殊性,”贺克斌院士对新华社记者说,“高二氧化硫主要来自燃煤电厂,高二氧化氮主要来自电厂和机动车等,而起到中和作用的碱性物质氨、矿物粉尘等则来自农业、工业污染、扬尘等其他来源。这些不同的污染源在我国同时以高强度排放,导致硫酸盐以特有的化学生成路径迅速生成,这也是重度雾霾期间颗粒物浓度迅速增长的主要原因之一。”

阅读下文,完成文后各题。

文学的自尊

陈占敏

    ①21世纪的小说,招数迭出,花样翻新,小说家们施出了浑身解数,要夺回日益失去的小说读者,中外小说家莫不如此。可是招数变来变去,花样翻来翻去,细看来不过还是那么几招,要么以新奇取胜,要么以刺激夺人,或者在情节内容上,或者在技术手法上。像石黑一雄那样,从容平静地写来,不玩招数,不弄玄虚,只是笔笔落实,平实展开,需要什么样的勇气啊!这考验的不仅仅是作家的才华和功力,还有作家的自信和自尊。

    ②是的,很少有作家像石黑一雄那样,着力于表现人的自尊了。他最著名的长篇小说《长日留痕》(又译《残日》),写一个管家的自尊。从人物设置上,石黑一雄就为自己构筑了一个巨大的困难需要去克服。管家的身份,决定了要写出那份自尊是多么困难。父亲——管家,在司机刚好休假的时候,被招来开车,陪两位绅士外出。闲极无聊,两位绅士对车外出现的风景感到了腻烦,开始对父亲的“错误”肆无忌惮地嘲弄,以此来取乐。父亲恰如其分地既维护着个人尊严,又准备听任调遣地驾着车。两位绅士在对父亲口出恶言、极尽凌辱之事感到疲倦时,又开始议论攻击他们的东道主,也就是父亲的雇主,言词愈来愈低贱阴险。父亲忍无可忍,猛然刹住车,打开车后门,在离车门一两步远的地方站定,两眼紧紧地盯着车内。就这样过了一会儿,一位绅士问,我们不再继续旅行了吗?父亲不予回答,只是继续静静地站在那里。终于,一位绅士表示,他们刚才的谈话的确有点鲁莽,这再也不会发生了。就是这样,没有剑拔弩张,没有急风暴雨,没有咆哮,一切都是静静地进行,静静地较劲,连空气都是静静的;可是,就是在这样的平静中,蕴蓄着极大的张力,像一张弓拉满了,紧紧地绷着,“引而不发,跃如也”。

    ③对人的自尊的关注,贯穿着石黑一雄的大部分作品。这定然与石黑一雄的出身经历有关吧。他生于日本长崎,5岁时随父亲到英国定居。他的出生地,那块遭受过原子弹袭击的土地,在他稚幼的心灵中会不会留下伤痕?他需要怎样保持着一个外来人的自尊,才能够在异乡的土地上立足成长?石黑一雄的另一部长篇《远山淡影》里,要搬家随母亲远行的万里子,一定要带上她那些小猫,她一再申明自己的想法:“你说过我可以留着它们”,“可是你说过我可以留着它们”……就这样一再重复,一再申说。你可以说这是固执,这是执拗,可是这种固执、执拗,维护的又何尝不是一份自尊呢?石黑一雄似乎是在用同样的笔法 , 表现自尊。那种稍稍有点变化的重复的人物语言,是强调也是捍卫,执着地捍卫着人的自尊。当人固守一端的时候,还需要不断地变换什么花样吗?只有自信也是自尊的作家,才敢于这样平实地不动手段地陈述。

    ④石黑一雄太自信了,他自信得从容不迫,自信得旁若无人,他相信单凭从从容容的波澜不惊的叙述,就能达到好小说的极致。当然,他这样写法,会把追求热闹新奇的读者排斥掉,为他着迷的是另一部分有耐心、有修养、不浮不躁的读者。他这样写小说,回归的是文学本质:文学,这种以语言文字为载体的形式,它的美感,就是要靠静静的阅读才能获得的,而不是依赖刺激,不管是情节编造的刺激,还是手法玩弄的刺激。《长日留痕》中有一段文字,也许可以帮助我们理解石黑一雄小说的美学追求:“正是因为缺乏一目了然的刺激,或者奇观,才使我们的国土美丽得超凡脱俗。也正是那种静静的美丽,以及它显示出的那种严谨的感觉才是最贴切的。这片土地似乎了解自身的美丽所在,亦知道自身的宏大,它才感到无需去招摇。相对而言,在诸如非洲、美洲那样的地方所呈现的种种风情,毫无疑问会让人非常激动,然而我却肯定,由于那类风情过于不恰当地外露,反而会给实事求是的评论家留下稍逊一筹的印象。”这哪里是在说国土说景观呢?它分明就是在说小说,说文学。

    ⑤可惜的是,实事求是的评论家太少,所以,那类“风情不恰当地外露”的作品得到了更多的喝彩,那种不招摇的缺乏一目了然刺激的作品遭到了冷遇。对作家的考验于焉而至:你能够自信自己的宏大、超凡脱俗,一如既往地写下去吗?小说的自尊,文学的自尊,作家的自尊,需要坚定地捍卫了。

阅读下面的文字,完成下列小题。

李学勤访谈录:如何认识中华文化的湖湘面孔?

黄友爱:中华文化主要是黄河、长江两河流域文化,在先生看来,作为长江文化之一脉的湖湘文化,有什么值得注意的特点和亮点吗?

李学勤:湖湘文化呢,是长江文化的一个分支,主要代表的是长江中游南部的文化。湖湘这个概念,至少从宋代以后就很突出。至于它的特点,接下来我会谈到。

黄友爱:近年在湖南出土了大量简帛文书,包括里耶秦简、走马楼吴简等,请先生谈谈这些资料对于研究中国历史和湖南地域文化方面的意义。

李学勤:这个涉及我们的专业,简帛学。我们知道世界上这些古代文明的书写材料是不一样的,比如埃及用的纸莎草、亚述用的泥版,都没有我们用的这个竹木简和帛书易得和方便。而我们出土的战国简帛,最早发现就是在湖南。一九四二年在长沙的子弹库,在一个小墓里出土了楚国的帛书,遗憾的是由于战乱,这件帛书现在被收藏在美国。你刚才讲到了里耶秦简,但年代更早的战国简最早也是在长沙发现的。一九五〇年开始连续发现了三批战国简,最早一批是在长沙的五里牌。刚刚你提到的一些近年的发现,也是非常丰富非常了不起的。湖南地区是出土古代简帛非常丰富的地区,上至战国,下至秦到两汉。出土的这些简帛对于历史研究的意义太大了!今天我们看到的古书都是后人传刻的版本,像《诗经》《尚书》这些书都很早了,但我们今天看到的都是用现在的文字写成的,不是古代的原貌。经过两千多年的传抄,里面必然有些和原貌不一样的地方,这是不可避免的;而现在发现的这些简帛,是原物,有的是古书,有的是古代文书。我们研究一篇简的书籍这次就出版了十大本,所以说这个出土简帛的学术价值是很大的。

黄友爱:湖南境内有南岳衡山。但是开始南岳并不在湖南衡山,而在安徽霍山,请问从霍山到衡山,这一转变对于湖南的地域文化有何意义?

李学勤:这是学术界的一种说法,我个人对这种说法是存疑的。中国历史上有一件很重要的东西叫岣嵝碑,也称禹碑。一开始因为大家不认识,就都认为是大禹治水刻的碑,原先就在衡山上。后来岣嵝碑原碑找不到了,但还有一些传刻的本子,比如四川一些地方。近年来研究这个可能和少数民族的古文字有关,从这个我们可以看出来在古代的时候南岳衡山就有它特别的历史文化意义。至于这个岣嵝碑,我认为它很可能和巴蜀文字有关系,因为二者的结构很像。所谓巴蜀文字,是指在今天川渝地区出土的一些古代文字,时间从战国一直到西汉。这种文字至今没能被解读,我们不认识,但它又有两个系统:其一与汉字比较接近,另一种则可以确定包含拼音因素。与汉字接近的这个系统的巴蜀文字和岣嵝碑的写法和笔势都很像。当然这只是一个猜测,因为岣嵝碑的真本已佚。

黄友爱:禹碑是内容涉及湖南的最早的古代石刻文献吗?

李学勤:刚才我说了这只是一种猜测,不宜作过多的推论。

黄友爱:先生怎么看待岳麓书院在中国文化史上的地位,以及其在湘学研究和传播中的历史地位?

李学勤:岳麓书院是古代的四大书院之一,实际上作为学府从建立书院就一直传承下来的只有岳麓书院,其他的书院历史都中断了。今天的湖南大学就是在岳麓书院的传统上建立起来的。岳麓书院到今天已经有一千余年的历史了。它的文化史可以写一本专著来讲,但主要就是两段,南宋和近代。南宋的张栻和朱熹有过“朱张会讲”,这个事情给我们一个很重要的认识。大家讲宋代理学就是程朱,这当然没有问题。但实际上宋代理学的建设者还有很多,张栻(张南轩)当然算一个,还有更早的一个湖南人周敦颐。张栻的学风和朱熹很相近,但也有不同,这也是他们会讲的意义所在。可以说这个时代的岳麓书院开辟了后世的学术传统,而张南轩在其中的地位我们讲得还不够。我常常说理学史上的湖湘学派和浙东学派讲得还不够。理学就如梁启超所说,是一个思潮,是一群人而非只有程朱。另外一段近代的湘学,我觉得值得特别注意的是它和清朝的理学和汉学都区别开了。清朝的汉学就是乾嘉,这到清中叶嘉道时期就显现出一个不足——它是纯学术的,和国计民生没有关系。那么对它的批评就产生了,只从理学角度批评是不起作用的,但从另外一个解决实际问题的角度对它进行批评,湖南学术界就起了很大作用。且不说后来的康梁,我提到一个人王闿运(王湘绮)就很重要。王湘绮很大一个作用就是把学风从湖南带到四川,如开办存古学堂。我常常说晚清的传统学问异军突起的一个是湘学,一个是蜀学,而蜀学又受到湘学的影响。

黄友爱:最近,考古人员在湖南道县境内的福岩洞发掘了四十七枚具有完全现代人特征的人类牙齿化石,您怎么看待这次发掘的意义?

李学勤:这个对于考古学是很重要的一个贡献。当然这不是狭义的考古学,是古人类学。关于人类起源的问题,现在世界上还是有争论的。究竟人类是不是都是从非洲走出来的,如果是的话,这发生在什么时候?这就是“夏娃学说”究竟站不站得住脚的问题,这都还是可以讨论的。这就是我们的发现为什么重要。湖南的道县是个历史悠久的地方,以前还发现了距今近一万年的稻种。

(该文为2016年《湘水》杂志主编黄友爱对李学勤先生的专访,有删改,原标题为《中华文化的湖湘面孔——李学勤先生访谈录》,载《湘水》杂志第三辑,岳麓书社,2016年12月。李学勤(1933-),著名历史学家,古文字学家,清华大学教授)

阅读下面的文字,完成下面小题。

三大通信运营商谈网信事业:安全、创新、人才缺一不可

光明网北京4月26日电(记者 李政葳)25日下午,中央网信办召开了贯彻落实网络安全和信息化工作座谈会精神的互联网企业家座谈会,中国移动、中国联通、中国电信国内三大通信运营商代表在座谈会上,结合实际工作和今后规划分享了各自的体会。

中国移动:互联网发展要狠抓物联网业务

发展网信事业离不开核心技术。中国移动通信集团公司党组成员、总经理李跃认为,今后互联网的发展要狠抓物联网业务。目前,物联网已成了很多行业实现工业化、信息化的重要抓手,今年要推动实现1亿物联网用户,推进窄带的互联。在4G基础上推动5G技术的发展,另外,在IT转型方面,应大力推动云计算、大数据等技术发展,切实把创新发展融入日常工作各个方面。

如何“通过网络走群众路线”?李跃认为,网络信息安全产业涉及千家万户。当前,中国移动每月拦截的垃圾短信超3亿,每月封堵的国际诈骗电话三千万次以上,每月拦截色情网站1.3万个。另外,李跃还提到,在树立正确的网络安全观的同时,还要看到网络安全方面的人才需求,“因为好方案也依赖于人。所以,要加强队伍建设,加强网信机制建设。”

中国联通:网络信息安全体系建设不容忽视

网信事业要发展,必须贯彻以人民为中心的发展思想。“让老百姓用得上、用得起、用得好网络,这为运营商提供了艰巨任务,也让我们感到责任重大。”中国联合网络通信集团有限公司总经理、副董事长、党组副书记陆益民认为,网信事业建设离不开基础网络和基础通讯服务能力的提升。今年以来,中国联通积极落实网络强国、宽带中国战略,以及提速降费的部署,移动网加大4G网的建设,固网加强相关设施的建设。“一季度4G网络基本覆盖了全国县以上城市和大部分乡镇,覆盖密度大大加强。”

陆益民还表示,在加强技术层面创新的同时,网络信息安全体系的建设也不容忽视。“加强网络信息安全体系建设是运营商义不容辞的责任。”陆益民坦言,在做好各项网络信息安全工作的基础上,须加强体系防范,健全内部安全体系建设;加强技术防范,运用大数据、云计算等新技术,加强信息安全管理;提升数据安全应急处置的能力,保证企业内部平台安全。

中国电信:大规模引进技术人才推动转型

如何将网信事业惠及千家万户?中国电信集团公司总经理、党组副书记杨小伟表示,中国电信未来三年将持续投资两千五百亿左右,主要用于4G网络和有线光纤网络发展,加大4G“光改”力度,将过去ADSL模式全部改成光纤,让最偏远的农村都能享受50兆以上的高带宽接入。

网络安全和信息化是相辅相成的,安全是发展的前提,发展是安全的保障,安全和发展要同步推进。根据习总书记在19日座谈会上的这一论述,杨小伟表示,公司将对信息安全技术、网络安全技术进行梳理,落实实名制工作,以确保用户的信息和数据安全。

“过去,公司人员在传统基础网络方面较多,于互联网核心技术方面相对较为欠缺,我们需要做一些大规模的人才引进计划,通过几年时间实现电信人才转型。”杨小伟说。

(有删改)

现代文阅读Ⅰ

材料一:

达尔文雀隶属于雀形目燕雀科,一共14种,其中13种分布在加拉帕戈斯群岛上,另一种分布在距加拉帕戈斯群岛600km的可可岛上。达尔文雀羽毛颜色均为暗色,体形相似,体长7—12cm不等,种间最明显的区别是喙部的形状和大小。据考证,这14种达尔文雀是在过去的100万年至300万年间由同一祖先进化而来。

1835年9月,达尔文乘“贝格尔”号航行到加拉帕戈斯群岛时,在岛上发现一些羽毛颜色暗淡的雀形目鸟类,并采集了标本带回英国。后来,英国鸟类分类学家古尔德在研究达尔文收集的鸟类标本时发现这些雀形目鸟类是一些以前没有描述过的新种。达尔文也因此受到了启发,在《物种起源》中论述到:“这些在加拉帕戈斯群岛上生活的雀形目小鸟实在令人感兴趣,它们由一个种分化出来而适应了不同的生活环境。”这些加拉帕戈斯群岛上的雀形目小鸟促使达尔文产生了生物进化的思想,后人为了纪念达尔文就把这些雀形目小鸟称为“达尔文雀”。

(摘编自邓文洪、郑光美《达尔文雀与生物进化》)

材料二:

1938年12月,28岁的英国帅小伙大卫·拉克和他的研究团队登上了圣克里斯托巴尔岛,研究不同种“达尔文雀”的繁殖和觅食行为。每天上午他外出观察这些小鸟,下午则捕捉个体尝试进行圈养,看不同种之间是否会发生杂交。正如达尔文曾指出的那样,“达尔文雀”非常温顺,不怕人而易于接近。这些“很傻很天真”的鸟,是拉克在野外非常难得的理想观察对象。

1939年4月,拉克一行和4种共计40只地雀一起来到美国旧金山的加州科学院。从4月底至9月初,拉克在加州科学院、哈佛大学比较动物学博物馆等地的馆藏做研究,还专程去大英博物馆检视了达尔文当年采集的标本,最后他竟总共测量了近6400号“达尔文雀”标本!根据掌握的翔实资料,拉克很快撰写出了题为《加拉帕戈斯地雀亚科形态变异研究》的专著。而更令人感到惊讶的是,面对同样的原始资料,1947年剑桥大学出版社发行了拉克的新作《达尔文雀》,书中竟得出了几乎完全不同的结论!

拉克在第一本书中依据野外观察和标本测量数据对“达尔文雀”的分类进行了修订,并把主要篇幅放在了阐述种间以及种内变异上。比如喙的大小和形状在不同种之间和同一种但分布于不同岛上的种群之间都存在明显差异。受到当时主流观点认为亚种之间形态差异不具备自然选择上的适应性的影响,拉克在“达尔文雀”身上也得出了相似的结论,并认为上述差异主要是在不同种间生殖隔离当中发挥作用,即同种的雌鸟主要通过喙型来识别同种的雄鸟。而生活在大达夫尼岛的中地雀和克罗斯曼岛的小地雀由于具有介于两种之间的喙型,而被认为可能是杂交的产物。

在回到达丁顿会堂学校又教了一年中学生物之后,拉克开始为军方工作,主要是与其他科学家一道为刚刚投入实战不久的雷达提供智力支持。在这期间,生态学上一项名叫高斯原理的理论引起了拉克的注意,并最终改变了他关于“达尔文雀”的研究结论。他明确地指出竞争导致了“达尔文雀”在食物资源利用上的分化,产生了已知的14个种和它们形态各异的喙。以地雀为例,在同时有大、中、小地雀的岛上,3种鸟喙的大小都不重叠,对应着取食大小不同的种子。而大达夫尼岛的中地雀和克罗斯曼岛的小地雀喙的大小却介于两种的正常值之间,这两个小岛上各只有一种食种子的地雀,因此表现出了竞争释放,即在缺乏竞争者时物种会拓展实际的生态位。就是说这两个岛的中地雀和小地雀可以选择利用的种子大小更为多样化。拉克的新书用形态学、生态学和行为学方面高质量的第一手资料予以佐证,并揭示了地理隔离和生态位分化在物种形成上的重要作用。

稍显遗憾的是,拉克的新书更多提供的还是一种描述性的结论,定量性统计分析有限。比如,尽管他指出了对食物资源的竞争是主要的演化驱动力,却没有提供大、中、小地雀在取食种子大小上是如何分化的例证。又如,他指出了对于同域分布的种群而言,生殖隔离是最后形成物种的关键一步,却没能说清楚究竟是何种机制导致了生殖隔离的实现。这些遗憾被开始于34年之后并延续至今的一项长期研究弥补。1973年,英国鸟类学家格兰特夫妇开始在大达夫尼岛展开持续40多年的研究,这段经历,将他们的名字与“达尔文雀”紧紧联系在一起。

对“达尔文雀”的研究,研究者们手中的工具从达尔文时代的猎枪,到拉克的望远镜,再到格兰特夫妇的雾网和录音机,发展到了今天的基因组高通量测序仪。对于“达尔文雀”的认知,既有最初达尔文的慧眼未识珠,也有拉克两本著作之间观点的骤然转变,更有格兰特团队42年的荒岛坚守。“达尔文雀”的传奇,生动地展现了追求真知的人们在旅程中可能会遭遇的起伏波折和不经意间的曲径通幽。在生态学和演化生物学的研究中应当去追求长期的开放式的持续工作,因为从逻辑上来讲,演化及生态过程并没有一个确定的尽头。

(摘编自Robbi《迈入基因组时代的“达尔文雀”传奇》)

阅读下面的文字,完成下面小题。

材料一:

量子计算机的兴起实际上标志着硅时代开始接近尾声。

过去的半个世纪里,摩尔定律揭示了计算机行业强大的爆发规律,它指出,计算机的计算能力每18个月就能翻一番。这个看似简单的定律,实际上有效追踪并描述了计算机技术显著的指数级增长。

摩尔定律可以追溯到19世纪的机械计算机时代。那时候,工程师还只能使用旋转的圆柱体、齿轮、传动装置和轮毂来完成简单的算术运算。到了20世纪之交,这些计算装置开始使用电力运转,于是继电器和电缆取代了齿轮系统。第二次世界大战期间,计算机已经可以通过使用大量真空管进行复杂计算来破解政府高级密码。第二次世界大战后,真空管升级为晶体管,而随着晶体管的体积不断微缩,计算机的速度和功率也实现了持续进步。后来,微芯片彻底改变了局面,经过几十年的发展,微芯片的尺寸不断减小,指甲盖大小的芯片都容纳着大约10亿个晶体管。如今,孩子用来玩电子游戏的手机比以前五角大楼用过的要占用一间屋子的笨重家伙的计算功能更强大,我们的笔记本电脑也比“冷战”时期那些庞大的电脑更先进。

一切都将成为过去。计算机的每一次转折性发展,都让之前的技术遭到创造性破坏的冲击,并最终走向被淘汰的命运。

摩尔定律所指出的发展规律,在现实中已经出现放缓趋势,照此下去最终势必将停止。主要原因是,现在的微芯片已经非常紧凑了,最薄的晶体管层大约只有20个原子直径那样薄。而当晶体管层继续压缩到大约只有5个原子直径时,电子的位置就将变得不确定,电子可能会逃逸出来,从而导致芯片短路,或者可能会产生大量热量而进一步导致芯片熔化,囿于此,晶体管层继续压缩变薄的空间已经不断收窄。换言之,根据物理定律,如果想要在主要材料为硅的基础上继续微缩,那么摩尔定律最终会面临崩溃。由此来看,我们可能已经开始步入见证硅时代终结的阶段。硅时代之后的下一个时代,可能正是我们所说的量子时代。

量子计算机未来有潜力改变现有的各行各业。

量子计算机有能力模拟数千种可能的化学反应,而不必在实验室中等待这些化学反应的发生,帮助人类以更快的速度找到超级电池最有效的工艺,从而推动人类步入太阳能时代。

量子计算机的另一个关键应用可能就是养活世界上不断增长的人口。一些特定类型的细菌能够毫不费力地从空气中吸收氮并将其转化为氨,然后将氨转化为化学物质,从而成为肥料。这种固氮过程是地球上生命繁荣的原因,通过给予植被茂盛生长的条件,从而让人类和动物得以存活。然而,这个过程的完成需要大量能量。微软的科学家已经首次尝试使用量子计算机来提高肥料产量,并解开了固氮的秘密。

大自然的另一个奇迹是光合作用,通过光合作用,阳光和二氧化碳转化为氧气和葡萄糖,从而形成几乎所有动物生命的基础。将光转化为糖的问题,探索的其实是一个量子力学过程。量子计算机显然可能助力实现更高效的合成光合作用,那或许可能是一种捕捉阳光能量的全新技术方法。人类未来的粮食供应问题也可能因为这种技术方法的突破而得以解决。

量子计算机不仅可以比任何传统数字计算机都更加快速地同时完成数百万种潜在药物疗效的分析,而且可以帮助我们探究一些疾病的源头。例如,通过DNA基因组学,我们可以使用计算机识别可能导致乳腺癌症的基因,但传统数字计算机没有能力准确地确定这些缺陷基因究竟是如何导致癌变发生的。一旦癌变扩散到全身,目前的研究是无能为力的。但是,通过破译我们免疫系统中分子的复杂性,量子计算机或许能够创造出一些有可能对抗这些疾病的新药和新疗法。

人工智能与量子计算机的融合,也可能成就未来医学。像阿尔法折叠这样的人工智能程序,目前已经能够绘制出令人震惊的35万种不同类型蛋白质的详细原子结构图,包括构成人体的整套蛋白质。下一步便是使用量子计算机的强大算力所助力实现的独特方法,来研究这些蛋白质究竟是如何发挥其魔力的,并利用这些新发现来探索新一代有效药物及疗法。

(摘编自加来道雄《量子霸权:量子计算机革命如何改变世界》,苏京春译)

材料二:

搜狐科技:为什么我们需要量子计算?

郭国平:蒸汽机刚发明的时候装到马车上去,还跑不过小马车。现在回头看,你觉得蒸汽机有没有作用?我们发现量子计算对于处理一些特定问题,原则上有更强大的处理能力、更快的处理速度。

搜狐科技:如果以传统芯片和经典计算机作为参考系的话,您认为现在量子芯片和量子计算机发展到了什么阶段?

郭国平:现在可能还是在早期的电子管计算机时代。从目前我们这一代人认知的角度来讲,量子计算机不是对于所有的问题都一定会比经典计算机表现好。所以量子计算机对于经典计算机不是替代关系,而是互补,它对一些特定的问题有加速效果。

搜狐科技:量子计算机是一种用于快速求解特定问题的机器,什么时候能为其他行业带来比较切实的改变?

郭国平:对于特定问题的求解,就像凿冰块一样,一整面冰块也是从一个点开始,我们已经证明有优势的是某些特定问题。从全球来看,我认为在3-5年内,量子计算一定会在某些具有实际生产生活意义的问题上面发挥切实的作用,这个过程中可能会跟传统计算机、AI配合。

(摘编自2022年12月8日“搜狐科技”对郭国平教授的独家专访)

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