阅读下面材料，完成后面小题。

材料一：现在人们提及的碑碣，一般指各种各样的刻石，是一切刻有文字的石刻的总称。但在古代，碑、碣则是石刻家族众多成员中相互独立的两类。

碑是指长方形的刻石。汉以前的碑是无字的，其用途主要有三种：一是立于祠庙门前，用来拴祭祀用的牲口；二是立在皇宫中，作为观测日影和计算时间的工具；三是竖在墓旁，在中间的上部穿一个圆洞，用来把棺材放到墓穴中去。碑上刻字，大概应追溯到西汉晚期，当时有人在墓前石碑上刻写亡人功绩，便于他人看到。随着此风的盛行，碑的意义也发生了变化，人们开始把刻有文字的石板称为碑，而不刻文字的石板反倒不能称为碑了。

碣是指圆顶的或形状在四方和圆形之间、上小下大的刻石。在唐代，碑和碣还是有区别的。唐代丧葬制度规定：五品以上官员准许立碑，五品以下官员只能立碣。古代刻石中，极少有名符其实的碣。有的是名为碑而实为碣，有的则是名为碣而实为碑，天长日久，碑碣就成为一个概念了，并以此来统称刻有文字的石刻。值得一提的是，碑的出现晚于碣，现存最早的文字石刻就是碣，其形状上小下大，顶部圆形，底下则是平的，四面近似于四方形，刻辞就刻在这四个面上。

这些刻辞，最初仅是记录墓中人的姓名官位、卒葬年月。后来又加入了有关死者的家世、生平和事业，以及颂扬和悼念的诗铭，文辞逐渐增多，碑文便成为一篇完整的传记，路人可凭此详细地了解墓主的情况。这种立于墓前的碑，叫做墓碑。

早期的碑还包括由庙门前拴祭祀牲口的石板发展而来的祠庙碑。祠庙碑上所刻文字主要是记述受祭祀者的德行和功绩。早期碑的作用仅此两种 ， 是因为人们都认为碑是用来纪念过去的和神话传说中的人物。南北朝时，碑成为一个文体名词，一些刻在碑石上的文章，内容不再局限于纪念人物，开始有了记事、颂扬功绩的成分。从南唐后主开始，还出现了专门用来保存书法艺术的碑。至于碑的种类，到了后代，人们把凡是文字石刻，如碣、摩崖、墓志、经幢等，都包括到广义的碑的范围内。

（取材于《谈制论形说碑碣》）

材料二：

①碑首是碑的最上部分。碑首中间为碑额，是雕刻碑名的地方。早期的碑首和碑面是连在一起的。唐时，碑首和碑面开始用两块石板刻好后装配而成。此时碑首的宽度、厚度都比碑身大，使雨雪等不致直接淋至碑身上部，对碑身起到了保护作用。

②碑额下面，长方形的一段叫碑面，也称碑阳。其反面则称为碑阴。有些较厚的碑版，两边也相当宽阔，可以用来刻字，称为碑侧。一块由碑阳、碑阴、碑侧共同构成的碑版就是碑身。

③碑文全篇都刻在碑阳上。碑阴一般刻有出资立碑人的姓名，题名款式包括官职、籍贯、姓名、字和出钱数。有的碑阴则刻有与碑面相关的文献，这一类碑阴文字，凡与碑面有关系的，除题名外，都称为“碑阴记”。还有许多碑，碑阴原来没有刻字，后人利用这块空白石面，或磨灭原来的碑阴文字，另外镌刻新的碑文。这种碑，其实两面都是碑面，无所谓碑阴了，但做著录时，还应以早先所刻为碑面，后代增刻为碑阴。

④有些较厚的碑版，碑侧也常刻有题名。有的碑文过长，碑面刻不完，就在左侧续刻。但一些名碑的碑侧主要刻着螭龙花草图案，是石刻的艺术装饰。

⑤有些碑碑身沉重，为防止其沉陷，人们就另刻一块长方形或方形的平面石板，刻成一个突起的槽，把碑石嵌入槽中，竖立在地上，这种底座就是碑座。

⑥碑各部分的大小要根据碑身的尺寸来确定，目的是突出碑身的庄严高大。以碑座为例，常见的鳌座长度等于碑身宽度的两倍，高度为碑身高度的百分之四十五。

⑦我国碑碣的历史，迄今已有两千年之久了。一些流传在世的碑碣及其拓本不仅对中国传统文化的保存和传播起了重要作用，也是研究中国古代社会的宝贵资料。而且，这些碑文多为当时有名的书法家所书，篆、隶、行、楷各种书体都有，生动展现了中国文字的发展历史。尤其是这些碑碣大多摹刻精良，神完气足，风格多样，是人们欣赏书法艺术、临习书法的范本。此外，古代的石碑还保存了大量具有艺术价值的精美装饰和图案花纹，使碑刻成为书画俱佳的艺术品。                 （取材于《谈制论形说碑碣》）

材料三：纪念碑是特定时期民族文化、民族情感与民族精神的载体，它的安放场地有一定的特殊性。这种特殊的场所往往能营造出特定的氛围，让参观者感动、记忆，并受到某种精神感召，实现自我反省，以独特的方式达到纪念的目的。

我国纪念碑中最重要的当然是天安门广场中央的人民英雄纪念碑。1949年9月，中国人民政治协商会议通过决议，为了纪念在反对内外敌人、争取民族独立和人民自由幸福的历次斗争中牺牲的人民英雄，决定在北京建立纪念碑以纪念他们的不朽功绩。为此，特别成立了建设纪念碑的专门委员会，并向全国征集设计方案。1951年8月，北京市都市计划委员会将挑选的三种方案送呈市政府审查。时任纪念碑建设委员会和北京都市计划委员会副主任的梁思成先生正在病中，他认为送呈的方案缺点甚多。于是在病床上写信给当时的北京市市长彭真：“（该方案）无论在整体形体上、台（碑座）的高度和开洞的做法上，与天安门及中华门的配合上，都有许多缺点。”他认为，天安门是广场上最主要的建筑，人民英雄纪念碑则是一座新的、同等重要的建筑。它们两个都是中华人民共和国重要的象征性建筑。因此，两者不宜采用类似的形体，否则，二者不能起到相互衬托的作用。梁思成还在病床上提出了自己的设计方案。北京市政府接受了他的意见和方案，在纪念碑建设委员会进一步的设计下，完成了纪念碑的设计。纪念碑于1952年正式动工，1958年建设完成。建成的纪念碑碑首采用庑殿顶^【1】形式，碑身高大，用天然花岗石镶面。它坐落在天安门前的广场中心，正如梁思成所设想的：“可以更好地与庞大、龙盘虎踞、横列着的天安门互相辉映，衬托出对方和自身的伟大。”

（取材于《中国小品建筑十讲》）

注释：【1】庞殿顶，一种中国古建筑层顶形式。

下一代触屏手机什么样？

    不管触屏手机多么方便，有一点你不能不承认：你手指下的东西，一支笔也罢，一片树叶也罢，摸起全像玻璃。因为目前的触屏技术，还无法赋予虚拟物体以真实的质地感。人有5种感觉，但在手机和平板电脑上，目前充分实现的只有视觉和听觉，对触觉的模拟还处于初步阶段，味觉和嗅觉则还完全没有。

    下一步我们将有望进入超级触屏的时代。未，虚拟事物将更加逼真地呈现在你的面前，对它们的操作几乎可以跟操作真实物体相媲美。在指尖这么小的方寸之地，如何才能实现这一点呢？唯有借助触幻觉。

    有一种触幻觉叫电振动，这一现象是在1953年偶然发现的。一天，美国化学家爱德华一马琳克洛德接触了一个黄铜制的插座，他注意到，当灯亮时，其表面给人的感觉好像要粗糙些。通过进一步的实验，他发现正是微羁的交流电导致了这种幻觉。我们知道，交流电以某种精确的频率振荡。当你把手指放在通交流电的屏幕上，由于静电吸引，在你手指皮肤下面就有电荷堆积起。电荷的数量将随着交流电一起振荡，所以在你手指和屏幕之间的静电吸引力也随着时间变化。当手指在屏幕上移动时，这个静电力将吸住你手指的皮肤，阻碍它移动：由于静电力是周期性变化的，这将诱导你手指上的皮肤也发生周期性振动。这种轻微的振动将会被手指上的触觉感受器探测到。由于这类皮肤的振动本质上跟手指滑在像木头、砂纸等毛糙物体表面时的感觉是一样的。所以大脑就把它解释成了你在触摸质地粗糙的物体。

    2010年，美国一位工程师利用电振动制造触幻觉的原理开发了一款具有虚拟质地感的触屏，可以安装在自动取款机、手机上。测试表明，一般说，高频电流比起低频电流会让屏幕摸起更光滑些。比如，当电流频率在400赫兹时，屏幕摸起像一张纸，而在80赫兹时，则像凹凸不平的皮革。原则上，设计者还可以用这个效应设计具有不同质地感的网页或者应用程序。例如，我们可以把电子书的页面做成像真实的纸张一样粗糙。当然了，这种虚拟的质地感目前让人感觉还不太自然，但有一点可以肯定，未的手机或者ipad上，任何囹标再不会摸起千篇一律都像玻璃了。

    在现实世界中，一个装满东西的筐总比没装东西时提起更加费劲些。可是在触屏手机或平板电脑上，一个文件夹不论空的还是满的，用指尖拖动起并没有区别。这说明，目前的触屏比起真实世界还缺少一样元素：力感。

    美国科学家伊德。科格特正致力于改进虚拟键盘，使它用起感觉更像真实的键盘：当你按下一个键的时候，你的手指会感到有一股轻微的抵挡力。科格特的设计也用到了电振动的原理。他设计的振动发生在两个方向：垂直于屏幕的方向和沿屏幕的水乎方向。所以，最后的效果是两个方向上的振动之合力。我们只要事先把两个振动调整到合适的“步调”（在物理学上称为相位），这股合力就可以把手指一瞬间推向左边，一瞬间推向右边。由于振动频率非常高，我们最后所能感觉到的平均效果是，手指在垂直方向遇到了一股阻力。经测量，这个力大约70毫牛顿，大致相当于按下一个真实的键时所受的抵抗力。通过这种技术，我们就可以在虚拟键盘上获得真实的按键体验。

    总而言之，未触屏技术将极大地改变我们跟数字世界打交道的方式。对于信息，我们将不仅局限于看和听，还可以触摸。在真实世界日益虚拟化的同时，虚拟世界却日益真实化了。

（选自《大科技科学之谜》2013年第1期，有删改）

    如果我们有准确预知未来的能力，必定不会像今天这样，浸泡在广泛和普遍的焦虑中。未来是可以预知的吗？

    人类历史早期对未来的预测往往与占卜、星相学、巫术等联系在一起。即使到了16世纪末，人们都还预测活字印刷术在欧洲的出现只会使教会和皇室变得更强大。18世纪的大多数分析家并不认为蒸汽机的发明将彻底改变农业经济。19世纪的一些主要观察家认为，电气的前途不过是以另一种方式照亮街道。哪怕有些人曾在20世纪初预见到潜艇、飞机、电影、广播和电视的发明，但却没有人（包括凡尔纳）认为这些事物可以改变大英帝国当时的统治格局。20世纪末，很少有人预料到，个人电脑和网络技术将如此广泛而深刻地影响我们的生活。

    到了现代，科技似乎给了我们更多自信。技术精英不断宣告着“未来已来”，从凡尔纳的海底环游到菲利普·迪克的神经漫游，无数想象中的“未来”正通过技术变成现实。从人工智能、脑科学、克隆技术、虚拟现实、生物技术、基因工程，到太空旅行，我们以科技的乐观主义创造着“未来”。另一方面，生态灾难、末日想象，又让我们质疑，未来是否会更好？20世纪60年代以来，我们虽然多次登上月球，但并没有把人类的足迹向更遥远的宇宙深处推进。我们本应造出会飞的汽车，但最终得到的只有140个字符的微博。不过，现在硅谷的一些人，再次把他们的目光投向了太空探索和星际旅行。

    阿西莫夫在科幻小说《永恒的终结》里，用数学家的思维逻辑推论，“人类往往会选择最安全、最中庸的道路，群星就会变成遥不可及的幻梦。”他又指出，人类的未来“不是追求永恒时空与绝对的安全，不是将自己禁锢在安全的牢笼中，而是开启人类的无限时空——继续人类文明无限冒险的历程，向宇宙中拓展，开拓银河帝国”。

（取材于蒲实的相关文章）

材料一：

达尔文在划时代的《物种起源》巨著中，创立了以“自然选择”为核心的科学进化论，大大地促进了科学的发展，推动了社会的进步。在这部经典著作中，达尔文以诚实的态度提出了进化论中的一系列难点，其中一个就是“寒武爆发”。

所谓“寒武爆发”，是指在寒武纪（距今5.7亿年前至5.0亿年前）初期世界各地不约而同地突然爆发出众多无脊椎动物，海绵动物、腔肠动物、环节动物、软体动物、节肢动物、腕足动物、棘皮动物、须腕动物等无脊椎动物的主要门类，几乎都在此时出现。在我国澄江动物群中还出现了脊椎动物——鱼类。达尔文不相信进化中有“突然爆发”的事件，认为无脊椎动物的主要门类在寒武纪初期几乎同时出现，是生物逐步进化，即连续渐进的结果；现在人们感到突然，一是地质上有间断，二是未找到“中间型过渡生物”。他在《物种起源》中，说自己的进化论是“缓慢而渐进的进化论”，还多次宣告“自然界无跃进”。这是达尔文学说的第一个缺陷，也是达尔文的第一个可悲之处。事实上，生命演化史上的爆发远不止寒武纪初期一次，还有三叠纪初的大爆发、第三纪初的大爆发等；自然界也绝不是“无跃进”。生物的演化亦不完全是连续渐进的。

鉴于大量的事实，美国科学家N·埃尔德雷奇和S·J·吉尔德于1972年提出了生命演化的全新理论“间断平衡论”。认为生物演化的过程不完全是达尔文强调的连续渐进的过程，而是突进与渐进交替的过程；认为生物演化过程不完全是达尔文强调的线性进化图形，根据基国突变学说，生物演化进程应该是间断平衡图形；认为新种的形成不是缓慢变异积累过程，而是由基因突变或地理隔离形成。间断平衡论以一种全新的哲学观点看待生物进化史，向达尔文进化学说提出了严重挑战。它比较合理地解释了生命历史上的许多化石纪录：即生物界的突进、跃变，是可以在没有地质间断的层序中发生的。例如，在中国南方古生界和中生界之间往往是连续沉积的，看不到长时间的间断，但是古生界的生物与中生界的生物都发生了突变，无论是腕足类、双壳类、有孔虫类、牙形石、三叶虫类、珊瑚类等都发生了突然的变化或绝灭和新的生物的爆发。而且，可以说生命演化的绝大多数突变阶段都找不到达尔文所期待的“中间型过渡生物”，这都是达尔文的渐变论无法解答的。

（摘编自孙关龙《中国大百科全书》《达尔文进化论的五大缺陷》）

材料二：

今天我们已经明确地知道，达尔文是错误地把即使在最纯的群体里也会出现的细微的、连续的、偶然的变异，当作是自然选择的材料。因为事实已经证明，这些变异不是遗传的。这个事实很重要，值得作简要的说明。

如果你拿来一捆纯种大麦，一个麦穗一个麦穗地测量它们的麦芒的长度，并根据统计数字作图，你将会得到一条钟状的曲线。换句话说，一定的中等长度占优势，以一定的概率向二个方向偏离。现在把一组麦芒明显超过平均长度的麦穗拿出来，麦穗的数目足够在地里播种并长出新的作物。对新长出的大麦作同样的统计时，我想，达尔文是会发现向右方移动的相应的曲线的。换句话说，他可以期待通过选择来增加麦芒的平均长度。如果用的是真正纯种繁育的大麦品系，就不会是这种情况。从选出来播种的大麦的后代那里得到的新的统计曲线，跟第一条曲线将是完全一样的，即使选麦芒特别短的麦穗作种子，也将是完全一样的。因为细微的、连续的变异不是遗传的，所以选择没有效果。它们显然不是以遗传物质的结构为基础的，而是偶然出现的。

可是，在四十多年前，荷兰人德弗里斯发现，即使是完全纯种繁育的原种的后代里，也有极少数的个体，比如说几万分之二或万分之三，出现了细微的但是“跃迁式”的变化。“跃迁式”，并不是说这个变化是相当大的，而是说这是一种不连续的变化，在未变和少许改变之间没有中间形式。德弗里斯称之为突变。重要的事实是不连续性。这使我想起了量子论物理学家——在两个相邻的能级之间不发生中间能量。打个比喻说，德弗里斯的突变论，不妨称为生物学的量子论。以后我们将会明白这可不是比喻。突变论实际上是由于基固分子中的量子跃迁所引起的。1902年，当德弗里斯第一次发表他的发现时，量子论的问世还不过二年时间。因此，要由另一代去发现它们之间的密切联系，是不足为怪的！

突变同原始的、未变的特性一样，也是丝毫不爽地遗传下去的。比如，上面讲到的大麦的第一次收获中，会出现少量的麦穗的麦芒长度大大超过了变异范围，比如说是完全无芒。它们可以代表一种德弗里斯突变，并将生育出一模一样的后代，就是说，它们的所有后代全都是无芒的。

因此，突变肯定是因此宝库中的一种变化，而且必须用遗传物质中的某些变化来说明它。由于突变繁育模样相同的后代，所以突变是达尔文描述的、通过不适者淘汰、最适者生存而产生物种的自然选择的合适材料。在达尔文的学说里，恰恰必须用上述所谓的“突变”来代替他的“细微的偶然变异”。

（摘选自薛定谔《生命是什么——生物细胞的物理学见解》1944年出版）

科学中的对称

对称既然在人类历史上占有非常重要、非常基本的地位，哲学家和科学家很自然会想广泛地加以运用。1595年的时候，天文学家开普勒就曾经想用一些几何的对称来解释太阳系各行星轨道的直径的比例。他希望在一个球里面放一个内接的正方体，在这个正方体里面放一个内接的正三角体，希望用这些正多面体的大小比例来解释太阳系各行星轨道的大小比例。我们知道许多早期用到科学上的对称原理，并没有很大的成果，可是它们说明了科学家很早就对对称发生兴趣了。

对称在科学界开始产生重要的影响始于19世纪。发展到近代，我们已经知道这个观念是晶体学、分子学、原子学、原子核物理学、化学、粒子物理学等现代科学的中心观念。近年来，对称更变成了决定物质间相互作用的中心思想。（所谓相互作用，是物理学的一个术语，意思就是力量，质点跟质点之间的力量。）

 我今天要跟大家讨论的是对称观念对20世纪物理学的作用。我准备分下列几节来讨论：①、②、“群”与对称、守恒定律与对称、宇称守恒与左右对称、规范对称。最后，我想跟大家谈一下未来的发展。

①

1871年麦克斯韦发表了一篇题为《物理量的数学分类》的文章。麦克斯韦以及比他更早的一个数学家兼物理学家哈密顿，了解到物理里面所讲的量不止一种，有的叫作标量，有的叫作向量。标量没有方向，向量除了大小外，还有方向。这篇文章非常有意思，因为今天物理学常用的一些观念，这篇文章已经非常清楚地用一些几何图像表示了出来。比如麦克斯韦称为“内向”的观念，今天我们常把这个量叫作“散度”（即向外发散的程度），这是一个重要观念。另一个重要的观念叫作“旋度”。这些观念的引进都有赖哈密顿跟麦克斯韦的努力。

在另外一篇文章里，麦克斯韦把电学跟磁学的基本公式写了下来。这是19世纪最重要的物理学工作，麦克斯韦写这篇文章的时候，对于向量的观念虽然已经非常了解，却没有引进向量的符号。他所写的方程式的数目非常多，因为他把每一向量的不同分量都写了出来，一共写了20个方程式。这些方程式，今天我们用向量的方法可以简化。麦克斯韦方程式之重要，是没有方法在这里完全讲清楚的。今天一切关于电学、磁学和光学的了解，今天我们所看得见的关于电学、磁学的运用，包括发电机，包括无线电、电视、计算机，包括家里所用的一切电器，这一切，都是后来的物理学家根据麦克斯韦公式渐渐发展出来的。麦克斯韦公式可以说是对称原理在物理学里面第一个重要的贡献。

为什么说是对称原理呢？因为对称原理与方向和向量的关系非常密切，而我们所以能够把那20个方程式写成4个方程式，就是因为这20个方程式含有对称性，把这个对称性很根本地写到方程式里面去，就可以写出精而简的方程式。通过方程式的精简化、我们才可以把电磁学发展到更基本、更深入的程度。

                              ② 

在物理学里面对称的第二个重要的用途与晶体的构造有关。晶体的对称是非常明显的：一块很大的晶体，把它移动一个晶格的话，整个结构并不改变。这在艺术上也是一个很普通的观念。许多晶体大家都可能在艺术品上见过。事实上，今天我们家里浴室的地板都是这一类结构拼起来的。晶体的结构里有一个非常重要的观念，就是不变元的观念。我们把整个结构向右边移动一个格，图案不改变，这个不改变晶体的移动就叫作一个不变元。一个晶格通常有很多不变元。

对称与不变元有密切的关系。在19世纪经过长期研究以后，物理学家渐渐了解到下面这句话：晶体的许多性质，只决定于它的不变元的结构。了解清楚所有的不变元就可以了解晶体的很多性质。同时，两个化学成分完全不一样的晶体，假若它们的不变元完全一样的话，那么它们很多性质都是一样的，这是一个非常重要的原理。

对每一个三度空间的不变元结构，就有一种结晶。从19世纪末这项发现（即结晶一共有230种）发展出空间群的观念。空间群的观念，是从1830年到1893年的60多年间，经过许多重要的科学家的努力提炼出来的。在1890年左右，好几位科学家差不多。同时断定有230种不同的三维的晶体。这可以说是对称对于物理学的第二个重大贡献。

跟刚才所讲的有关的是一个很有意思的近代贡献。1955年克里克和沃森研究病毒结构的时候，理论上推测说有些病毒的蛋白质构造是一个正二十面体或者正十二面体。他们的这个推理极妙，因为十几年后，克鲁格跟他的一些合作者果然发现，某些病毒的构造正是相当完整的二十面。
 

（摘自杨振宁《对称与20世纪物理学》）