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【9分钟限时训练】
虫洞理论
上世纪30年代,爱因斯坦等科学家在研究引力场方程时,假设宇宙中可能存在连接两个不同时空的狭窄隧道,这个隧道就是后来物理学家所说的虫洞。爱因斯坦认为通过这个隧道即虫洞可以做瞬时的空间转移,如果虫洞的出口恰好停在过去,就可以通过它逆着时间旅行。当然,进行这种时间旅行时你只能旁观,因为时间是线性的,事件就是一个个已经穿好的珠子,你无法改变珠子也无法调动其顺序。但截至2013年,还尚未有实验证实虫洞真正存在。
早在19世纪50年代,已有科学家对虫洞作过研究。一些物理学家认为,理论上也许虫洞可以使用,但虫洞的引力过大,会毁灭所有进入的东西;同时,即使宇宙中充斥着数以百万计的虫洞,但也很少会有直径超过10万公里的,而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。因此虫洞不太可能用于宇宙航行。
随着科技的发展,新的研究发现,虫洞的超强力场可以通过“负质量”来中和,起到稳定虫洞能量场的作用。科学家认为,相对于产生能量的“正物质”,“反物质”拥有“负质量”,可吸去周围所有能量。目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界,并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。“负质量”的发现为利用虫洞创造了新的契机,只要用“反物质”去扩大原本细小的虫洞,并强化“虫洞”的结构,使其稳定,就可以让太空飞船穿过。
与此同时,许多科学家也在致力于构造人工虫洞的研究。科学家桑恩等人从理论上提出了构造虫洞的概念。他们相信,先进文明所创造的人工虫洞,可以用奇异物质的“支柱”来保持虫洞的畅通。奇异物质具有超过它能量密度的极大的负压,其引力具有排斥性,从而使得它周围的空间被扭曲得十分奇怪,这正好改变了空间扭曲的“符号”。桑恩的虫洞,可称为奇异物质虫洞。
科学家麦可思提出了“磁虫洞”理论。他说,极强烈的磁场能弯曲时空而形成虫洞。根据相对论,任何含有能量的东西(包括磁场)皆能弯曲空间。远在上世纪20年代,科学家莱特就在爱氏方程中找到了磁引力。莱特的理论表明,在一个由螺线管产生的磁场中,螺线管内形成了一个引力场,但要获得这种人工引力场,需要十分巨大的磁场。麦可思说,在实验室内,用2.5T(特斯拉)的磁场即可构造出一个“磁虫洞”,但洞的半径极大,约为150光年,若要将此“虫洞”的半径压缩到实验室的尺度,则所施加的磁场需大到10亿T,这显然超出目前人类的科技能力(最大人工磁场约10T)。但麦可思认为,在天空中必定能找到这种“磁虫洞”,因为中子星表面的磁场达10亿T,在那里,“磁虫洞”将自发地产生。
不论“奇异物质虫洞”还是“磁虫洞”,只要它们存在于天空之中,就能从地球上测得它们的特征性信号,我们将看到一个两边特别明亮中间较暗的R光学像。
(有删改)
阅读左面的文字,完成1~3题。
1.下列对“虫洞理论”的解释,不准确的一项是( )
A.虫洞是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道,理论上,利用它我们可以做瞬时的空间转移,回到过去。
B.虽然虫洞的能量场可以毁灭所有进入虫洞的东西,但利用“反物质”来中和以后,太空飛船就有从虫洞中穿过的可能。
C.“虫洞的引力”和“虫洞的超强力场”,拥有负质量的“反物质”和具有极大负压的“奇异物质”是含义相同的两组概念。
D.尽管以目前人类的科技能力还不能建造一个适合实验室尺度的“磁虫洞”,但麦可思却相信太空中或许存在着这种“磁虫洞”。
解析:D项中“或许”错。原文为“在天空中必定能找到这种‘磁虫洞’”,必然变成了或然。本题判断相对容易,考生只需要将选项表述和文本表述进行细致的比对,就不难发现选项中的表述错误之处。考生要注意现代文阅读中经常出现的错误类型,比对中要加以防范。
答案:D
2.下列理解和分析,符合原文意思的一项是( )
A.桑恩和麦可思建造的虫洞,分别利用了奇异物质的负压和人工磁场的引力来稳定虫洞的能量场,其中的科学原理是相似的。
B.“反物质”是相对于“正物质”而言的,它拥有“负质量”,可以在虫洞中吸收能量,并使自身的结构稳定,从而扩大虫洞。
C.麦可思首先提出,任何含有能量的东西皆能够弯曲空间,极强烈的磁场也能弯曲时空而形成虫洞,他据此提出了磁虫洞理论。
D.只要桑恩的奇异物质虫洞和麦可思的磁虫洞存在于天空中,我们就能从地球上看到它们两边特别明亮中间较暗的R光学像。
解析:A项“桑恩和麦可思建造的虫洞”错。只有理论而没有实际建造,理解偏差,混淆概念。考生容易将判断的重点放在后句“分别利用了奇异物质的负压和人工磁场的引力来稳定虫洞的能量场”,而忽略了对“建造”这一概念的正确解读。B项“并使自身的结构稳定”错。原文中提到,“稳定”指的是虫洞,偷换概念。C项“麦可思首先提出,任何含有能量的东西皆能够弯曲空间”张冠李戴。原文表述是“根据相对论,任何含有能量的东西(包括磁场)皆能弯曲空间”。
答案:D
3.根据文意,下列推断不正确的一项是( )
A.时间是线性的,事件则像一个个被穿好的珠子,无法改变珠子也无法调整顺序,故即使能由虫洞回到过去,也不可能“重新来过”。
B.既然“负质量”已经被世界上的许多实验室成功地证明了能够存在于现实世界,那么,利用“反物质”来建造虫洞就不是不可能了。
C.目前尚没有实验证据表明虫洞的真实存在,所以,现阶段科学家对虫洞的所有研究都只是一种海市蜃楼般的猜测,前景不容乐观。
D.蛀虫在苹果表面的两个点之间蛀出了一个“虫洞”,如果在这两个点之间走直线,从三维的物理空间来看,这条直线就类似于虫洞。 解析:C项中“现阶段科学家对虫洞的所有研究都只是一种海市蜃楼般的猜测”错,理论探究不等于“海市蜃楼般的猜测”。本题判断相对困难,因为需要对文本提出的“虫洞”理论有准确的了解,并由此进行推测。本题选项中的干扰项是D项。因为通过阅读文本,“虫洞”理论是虚拟空间的理论探究,D项用很形象的表述理解该理论,容易让考生认为是错误的。
答案:C
【链接】
全球10大最前卫创新的
科技概念
1.人工智力军备竞赛
利用数学来探索人类是否有可能居住在电影《骇客帝国》般的电脑模拟世界中的麻省理工学院物理学家、宇宙学家马克斯·特格马克将之称作“智力竞赛”。他所指的是人工智能军备竞赛,即“日益崛起的技术力量和日益提升的人类智慧之间的一场竞赛”。“要么就赢得这场智力竞赛,让生命蓬勃发展数十亿年,”特格马克说,“要么就输掉竞赛,然后灭绝。”
2.可重复使用火箭
在2015年底,美国太空探索技术公司和蓝色起源公司展示了让使用后的火箭平安返回地球的能力。科学史学家乔治·戴森指出:“多年来,(火箭)发射行业一直因受恶性循环所累而蹒跚不前,发射市场局限于昂贵的装备——宇航员、军事卫星、通信卫星、深空探测器——都是针对那些有能力负担一次性运载工具的客户。”戴森说,从这方面来看,“可回收利用的火箭最有希望打破这一恶性循环,朝着低耗、高效循环发射系统的道路前行”。
3.数据区块链技术
美国社会研究新学院的梅拉妮·斯旺表示,她们正在开启一个由数据区块链技術带来的全新“密码启示录”,“这意味着,关于价值传递——包括金钱、房产、资产、证券和合同等——所有的人际交互,均可在数据区块链中实例化,以获得更快、更容易、花费更少、风险更小、更易查找的命令执行”。
4.光遗传学
荷兰神经学家克里斯蒂安·凯泽斯说,通过光遗传学,研究人员能够用光来激发人的某种感觉或情绪,改变大脑中发生的事情,治疗抑郁,甚至在大脑中抹掉或植入记忆。人们现在才刚刚开始理解光遗传学的潜能,“记载和操控大脑活动将改变‘我们是谁’这个问题。它将成为一个界面。通过这个界面,计算机将成为人类大脑的一部分,且通过这个界面,我们的大脑能够直接与他人的大脑进行互动”。
5.神经预测
神经预测,即通过人类大脑成像数据来预测一个人在未来会如何感知,会有何种行为。美国乔治敦大学的副教授阿比盖尔·马什说,在某些情况下,神经预测还可处理刑事司法体系中的量刑、保释等问题。马什提到的一项研究显示,通过使用能够测量前扣带皮层脑活动的脑部扫描,我们就能更准确地预测保释犯是否还会犯下其他罪行。
6.合成学习
美国《连线》杂志凯文·凯利说,人工智能领域的真正突破不是教机器如何变得更聪明,而是教它们如何学习。在未来,“智能”物品将变得更智能。凯利说:“既然我们知道如何合成学习,那我们就将期待所有东西在使用过程中自动完善。”
7.人工再造已绝种生物
奥地利维也纳大学的W·特库姆塞·菲奇说,通过提取古代DNA(从灭绝生物的骨骼和毛发中重新发现的降解DNA),然后对其进行放大和测序,有可能人工创造出活有机体。它们具有从灭绝生物重新获得的基因。我们最先想到是已经灭绝的物种。不过,随着技术的进步,我们甚至有可能谈及尼安德特人——这些已灭绝的原始人类。
8.基因驱动
这是一种名为基因驱动的新型基因技术手段,它使人类能够在CRISPR等基因编辑技术的帮助下永久改变某个野生种群的基因组成。从根本上说,你是迫使一个基因穿过某个种群,即使该基因对该种群有害。这是与达尔文的进化论背道而驰的。虽然已经证明基因驱动在酵母、果蝇和老鼠中有效,但一旦开始,就要面对大量生态和伦理问题。
9.运动指纹
德国美因茨大学古滕贝格研究学院的研究员托马斯·梅青格尔预测,未来我们将利用各种装置在虚拟现实、增强现实和替代现实的世界之间毫不费力地切换。在这些虚拟世界中,谁拥有你的意识和经历?梅青格尔说:“运动捕捉系统产生的运动指纹以及虚拟活动人像的所有权和个性化,将成为监管机构要考虑的重要问题。”
10.专门设计的人类
英国雷丁大学的进化生物学家马克·帕格尔说,CRISPR之类的基因编辑新技术的终极用途将是创造“专门设计的人类”,他们的各种特征是定制的。他说:“想象一下,再也没有亨廷顿氏舞蹈症、镰形细胞贫血、囊性纤维变性等许多遗传疾病。
虫洞理论
上世纪30年代,爱因斯坦等科学家在研究引力场方程时,假设宇宙中可能存在连接两个不同时空的狭窄隧道,这个隧道就是后来物理学家所说的虫洞。爱因斯坦认为通过这个隧道即虫洞可以做瞬时的空间转移,如果虫洞的出口恰好停在过去,就可以通过它逆着时间旅行。当然,进行这种时间旅行时你只能旁观,因为时间是线性的,事件就是一个个已经穿好的珠子,你无法改变珠子也无法调动其顺序。但截至2013年,还尚未有实验证实虫洞真正存在。
早在19世纪50年代,已有科学家对虫洞作过研究。一些物理学家认为,理论上也许虫洞可以使用,但虫洞的引力过大,会毁灭所有进入的东西;同时,即使宇宙中充斥着数以百万计的虫洞,但也很少会有直径超过10万公里的,而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。因此虫洞不太可能用于宇宙航行。
随着科技的发展,新的研究发现,虫洞的超强力场可以通过“负质量”来中和,起到稳定虫洞能量场的作用。科学家认为,相对于产生能量的“正物质”,“反物质”拥有“负质量”,可吸去周围所有能量。目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”能存在于现实世界,并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。“负质量”的发现为利用虫洞创造了新的契机,只要用“反物质”去扩大原本细小的虫洞,并强化“虫洞”的结构,使其稳定,就可以让太空飞船穿过。
与此同时,许多科学家也在致力于构造人工虫洞的研究。科学家桑恩等人从理论上提出了构造虫洞的概念。他们相信,先进文明所创造的人工虫洞,可以用奇异物质的“支柱”来保持虫洞的畅通。奇异物质具有超过它能量密度的极大的负压,其引力具有排斥性,从而使得它周围的空间被扭曲得十分奇怪,这正好改变了空间扭曲的“符号”。桑恩的虫洞,可称为奇异物质虫洞。
科学家麦可思提出了“磁虫洞”理论。他说,极强烈的磁场能弯曲时空而形成虫洞。根据相对论,任何含有能量的东西(包括磁场)皆能弯曲空间。远在上世纪20年代,科学家莱特就在爱氏方程中找到了磁引力。莱特的理论表明,在一个由螺线管产生的磁场中,螺线管内形成了一个引力场,但要获得这种人工引力场,需要十分巨大的磁场。麦可思说,在实验室内,用2.5T(特斯拉)的磁场即可构造出一个“磁虫洞”,但洞的半径极大,约为150光年,若要将此“虫洞”的半径压缩到实验室的尺度,则所施加的磁场需大到10亿T,这显然超出目前人类的科技能力(最大人工磁场约10T)。但麦可思认为,在天空中必定能找到这种“磁虫洞”,因为中子星表面的磁场达10亿T,在那里,“磁虫洞”将自发地产生。
不论“奇异物质虫洞”还是“磁虫洞”,只要它们存在于天空之中,就能从地球上测得它们的特征性信号,我们将看到一个两边特别明亮中间较暗的R光学像。
(有删改)
阅读左面的文字,完成1~3题。
1.下列对“虫洞理论”的解释,不准确的一项是( )
A.虫洞是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道,理论上,利用它我们可以做瞬时的空间转移,回到过去。
B.虽然虫洞的能量场可以毁灭所有进入虫洞的东西,但利用“反物质”来中和以后,太空飛船就有从虫洞中穿过的可能。
C.“虫洞的引力”和“虫洞的超强力场”,拥有负质量的“反物质”和具有极大负压的“奇异物质”是含义相同的两组概念。
D.尽管以目前人类的科技能力还不能建造一个适合实验室尺度的“磁虫洞”,但麦可思却相信太空中或许存在着这种“磁虫洞”。
解析:D项中“或许”错。原文为“在天空中必定能找到这种‘磁虫洞’”,必然变成了或然。本题判断相对容易,考生只需要将选项表述和文本表述进行细致的比对,就不难发现选项中的表述错误之处。考生要注意现代文阅读中经常出现的错误类型,比对中要加以防范。
答案:D
2.下列理解和分析,符合原文意思的一项是( )
A.桑恩和麦可思建造的虫洞,分别利用了奇异物质的负压和人工磁场的引力来稳定虫洞的能量场,其中的科学原理是相似的。
B.“反物质”是相对于“正物质”而言的,它拥有“负质量”,可以在虫洞中吸收能量,并使自身的结构稳定,从而扩大虫洞。
C.麦可思首先提出,任何含有能量的东西皆能够弯曲空间,极强烈的磁场也能弯曲时空而形成虫洞,他据此提出了磁虫洞理论。
D.只要桑恩的奇异物质虫洞和麦可思的磁虫洞存在于天空中,我们就能从地球上看到它们两边特别明亮中间较暗的R光学像。
解析:A项“桑恩和麦可思建造的虫洞”错。只有理论而没有实际建造,理解偏差,混淆概念。考生容易将判断的重点放在后句“分别利用了奇异物质的负压和人工磁场的引力来稳定虫洞的能量场”,而忽略了对“建造”这一概念的正确解读。B项“并使自身的结构稳定”错。原文中提到,“稳定”指的是虫洞,偷换概念。C项“麦可思首先提出,任何含有能量的东西皆能够弯曲空间”张冠李戴。原文表述是“根据相对论,任何含有能量的东西(包括磁场)皆能弯曲空间”。
答案:D
3.根据文意,下列推断不正确的一项是( )
A.时间是线性的,事件则像一个个被穿好的珠子,无法改变珠子也无法调整顺序,故即使能由虫洞回到过去,也不可能“重新来过”。
B.既然“负质量”已经被世界上的许多实验室成功地证明了能够存在于现实世界,那么,利用“反物质”来建造虫洞就不是不可能了。
C.目前尚没有实验证据表明虫洞的真实存在,所以,现阶段科学家对虫洞的所有研究都只是一种海市蜃楼般的猜测,前景不容乐观。
D.蛀虫在苹果表面的两个点之间蛀出了一个“虫洞”,如果在这两个点之间走直线,从三维的物理空间来看,这条直线就类似于虫洞。 解析:C项中“现阶段科学家对虫洞的所有研究都只是一种海市蜃楼般的猜测”错,理论探究不等于“海市蜃楼般的猜测”。本题判断相对困难,因为需要对文本提出的“虫洞”理论有准确的了解,并由此进行推测。本题选项中的干扰项是D项。因为通过阅读文本,“虫洞”理论是虚拟空间的理论探究,D项用很形象的表述理解该理论,容易让考生认为是错误的。
答案:C
【链接】
全球10大最前卫创新的
科技概念
1.人工智力军备竞赛
利用数学来探索人类是否有可能居住在电影《骇客帝国》般的电脑模拟世界中的麻省理工学院物理学家、宇宙学家马克斯·特格马克将之称作“智力竞赛”。他所指的是人工智能军备竞赛,即“日益崛起的技术力量和日益提升的人类智慧之间的一场竞赛”。“要么就赢得这场智力竞赛,让生命蓬勃发展数十亿年,”特格马克说,“要么就输掉竞赛,然后灭绝。”
2.可重复使用火箭
在2015年底,美国太空探索技术公司和蓝色起源公司展示了让使用后的火箭平安返回地球的能力。科学史学家乔治·戴森指出:“多年来,(火箭)发射行业一直因受恶性循环所累而蹒跚不前,发射市场局限于昂贵的装备——宇航员、军事卫星、通信卫星、深空探测器——都是针对那些有能力负担一次性运载工具的客户。”戴森说,从这方面来看,“可回收利用的火箭最有希望打破这一恶性循环,朝着低耗、高效循环发射系统的道路前行”。
3.数据区块链技术
美国社会研究新学院的梅拉妮·斯旺表示,她们正在开启一个由数据区块链技術带来的全新“密码启示录”,“这意味着,关于价值传递——包括金钱、房产、资产、证券和合同等——所有的人际交互,均可在数据区块链中实例化,以获得更快、更容易、花费更少、风险更小、更易查找的命令执行”。
4.光遗传学
荷兰神经学家克里斯蒂安·凯泽斯说,通过光遗传学,研究人员能够用光来激发人的某种感觉或情绪,改变大脑中发生的事情,治疗抑郁,甚至在大脑中抹掉或植入记忆。人们现在才刚刚开始理解光遗传学的潜能,“记载和操控大脑活动将改变‘我们是谁’这个问题。它将成为一个界面。通过这个界面,计算机将成为人类大脑的一部分,且通过这个界面,我们的大脑能够直接与他人的大脑进行互动”。
5.神经预测
神经预测,即通过人类大脑成像数据来预测一个人在未来会如何感知,会有何种行为。美国乔治敦大学的副教授阿比盖尔·马什说,在某些情况下,神经预测还可处理刑事司法体系中的量刑、保释等问题。马什提到的一项研究显示,通过使用能够测量前扣带皮层脑活动的脑部扫描,我们就能更准确地预测保释犯是否还会犯下其他罪行。
6.合成学习
美国《连线》杂志凯文·凯利说,人工智能领域的真正突破不是教机器如何变得更聪明,而是教它们如何学习。在未来,“智能”物品将变得更智能。凯利说:“既然我们知道如何合成学习,那我们就将期待所有东西在使用过程中自动完善。”
7.人工再造已绝种生物
奥地利维也纳大学的W·特库姆塞·菲奇说,通过提取古代DNA(从灭绝生物的骨骼和毛发中重新发现的降解DNA),然后对其进行放大和测序,有可能人工创造出活有机体。它们具有从灭绝生物重新获得的基因。我们最先想到是已经灭绝的物种。不过,随着技术的进步,我们甚至有可能谈及尼安德特人——这些已灭绝的原始人类。
8.基因驱动
这是一种名为基因驱动的新型基因技术手段,它使人类能够在CRISPR等基因编辑技术的帮助下永久改变某个野生种群的基因组成。从根本上说,你是迫使一个基因穿过某个种群,即使该基因对该种群有害。这是与达尔文的进化论背道而驰的。虽然已经证明基因驱动在酵母、果蝇和老鼠中有效,但一旦开始,就要面对大量生态和伦理问题。
9.运动指纹
德国美因茨大学古滕贝格研究学院的研究员托马斯·梅青格尔预测,未来我们将利用各种装置在虚拟现实、增强现实和替代现实的世界之间毫不费力地切换。在这些虚拟世界中,谁拥有你的意识和经历?梅青格尔说:“运动捕捉系统产生的运动指纹以及虚拟活动人像的所有权和个性化,将成为监管机构要考虑的重要问题。”
10.专门设计的人类
英国雷丁大学的进化生物学家马克·帕格尔说,CRISPR之类的基因编辑新技术的终极用途将是创造“专门设计的人类”,他们的各种特征是定制的。他说:“想象一下,再也没有亨廷顿氏舞蹈症、镰形细胞贫血、囊性纤维变性等许多遗传疾病。