4 . 阅读下面的文字，完成小题。

材料一：

明清园林是中国古典园林的总结，遗存至今的古代园林以清代的为最多。明清园林所反映的成熟期中国园林的艺术风格，呈现出以下几个显著的特点：

一、重视自然美。山、水、植物是中国园林的基本构建要素，使中国园林富有自然之美。虽然有些自然的要素经过了人力的加工，但中国园林追求“有若自然”的情趣，对这些要素巧妙布置，以满足人们亲近自然的愿望。建筑也是中国园林的基本构建要素，但总体来说，园林中的建筑不追求过于人工化的规整格局，而是效法郊野的路亭水榭、旅桥村楼，顺应自然，与山水密切融合，建筑美与自然美相得益彰。

二、追求曲折多变。大自然本身就是变化多趣的，中国园林师法自然，必然追求多变的自由式构图。但自然虽无定式，却有定法，所以，中国园林追求的“自由”并不是绝对的，其中自有严格的章法，只不过非几何之法而是自然之法罢了。这种自由式构图甚至比规整式构图需要更多的才思。中国园林是在自然之法浸染下的人工再创造，是自然的典型化，因此比自然本身更概括、更典型，也更美。西方那种“强迫自然接受匀称的法则”（十七世纪凡尔赛花园的建造者、法国古典主义造园艺术创始人勒诺特尔语）的造园理论强调对称的格局、笔直的道路、规则的花坛和水池、像地毯图案那样的草地和剪成几何形体的树木，与中国园林的建造理论是截然不同的两个体系。

三、崇尚意境。中国园林艺术家们创造一个有若自然而高于自然的美丽环境，不仅要展现形式美，而且进一步通过这显现于外的景，表达出园林内蕴之情。所以园林的创作与欣赏是一个深层的充满感情的过程。创作应以情入景，欣赏则触景生情，这情景交融的氛围，就是所谓意境。人们在园林中漫游，景物的序列变换能触发人们的审美经验，使人们对审美对象进行再创造与再评价，从而得到丰富的艺术享受。暗香盈袖，月色满庭，表达了人们对闲适生活的向往；岸芷汀兰，纤桥野亭，体现了人们远离尘嚣的出世情怀；水光浮影，悬岩危峰，暗示了人们对山林隐逸、寄老林泉、清高出世的追求。这些都是文人学士标榜的理想。至于皇家园林，在寄情山林的同时，又通过集锦手法，“移天缩地于君怀”，炫耀着统治者大一统的得意。或是朱柱碧瓦，显示皇家的富贵；或是一池三岛，展现他们对海外仙山的幻想。中国园林确实蕴含着无限的诗情画意。中国园林的意境营造绝不仅仅依靠匠人掇石引水的功夫，更取决于创作者的文化素养和审美情趣。创作者的文化素养和审美情趣高，园林就会因意境充盈而含蓄；反之，园林则会因意境贫乏而浅俗。中国园林要通过总体布局和局部设计来营造意境，同时借匾额楹联，使主题得以点示，意境更加深化。

（摘编自萧默《中国建筑艺术史》）

材料二：

江南园林在明清园林中独树一帜，其占地不广，然千岩万壑，清流碧潭，皆宛然如画，正如钱泳所说：“造园如作诗文，必使曲折有法。”因此对山水、建筑等的安排尤为关键，必使风花雪月，光景常新，不落窠臼，始为上品。

掇山既须以原有地形为据，自然之态又变化多端，无一定成法，可是自然的形成与发展，亦有一定的规律可循，“师古人不如师造化”，实有其理在。我们今日能通乎此理，对自然景物加以分析，证以古人作品，评其妍媸，撷其菁华，才能构成最美丽的典型。奈何苏州所见晚期园林，什九已成“程式化”，设计者从不在整体考虑，对亭台池馆等，妄加拼凑，尤以掇山选石为甚。这些园林皆将一峰片石视为古董，而对花树的衬托、建筑物的调和等，则有所忽略。这是今日园林设计者要引以为鉴的。如怡园欲集诸园之长，但全局涣散，似未见成功。

园林之水，首在寻源，无源之水必成死水。如拙政园利用原来的池沼，环秀山庄掘地得泉，水虽涓涓，亦必清冽可爱。园林面积既小，设计者欲使之有汪洋之概，则需设计得法。其法有二：一、利用形状不规则的池面，间列岛屿，上贯以小桥，在空间上使人望去，不觉一览无余。二、留心曲岸水口的设计，故意做成许多湾头，望之仿佛有许多源流，如是则水来去无尽头，有深壑藏幽之感。至于曲岸水口之利用芦苇，杂以菰蒲，则更显得隐约迷离，这是在较大的园林应用才妙。在留园的活泼泼地^[注]，水榭临流，溪至榭下则势已尽，但必流入一部分。俯视之下，榭若跨于溪上，使人不觉水之终止。

树木之于园林的重要性，自不待言。江南园林面积小，且都属封闭型，四周绕以高垣，故对于培花植木，必须深究地位之阴阳，土地之高卑，树木发育之迟速，耐寒抗旱之性能，姿态之古拙与华滋。更重要的是树石的安排，园林之假山与池沼，皆真山水的缩影，因此树木的配置，不能任其自由发展，所栽植者，必须体积不能过大，而姿态务求入画，虬枝傍水，盘根依阿，景物遂形苍老。在选树之时，尤须留意园林的特点与树种的适配。比如拙政园，大树用榆、枫、杨等；留园中部多银杏，西部则漫山枫树；怡园面积小，故易以桂、松及白皮松，白皮松树虽小而姿态古拙，在小园中最是珍贵。

今日苏州园林中之山巅栽树，大体有两种情况：第一类，山巅只植大树，而虚其根部，俾可欣赏其根部与山石之美，如留园与拙政园的一部分。第二类，山巅的树木皆出丛竹或灌木之上，山石并攀以藤萝，望去有深郁之感，如沧浪亭及拙政园的一部分。然两者的设计者的依据有所不同。据我们分析，这些全在于设计者所用树木各异，如前者师元代画家倪瓒的清逸作风，后者则效明代画家沈周的沉郁风格。

（摘编自陈从周《中国文人园林》）

【注】活泼泼地：留园西区的一处阁楼。

中国建筑艺术的意境之美，根植于“天人合一”的宇宙观，追求人与自然和谐共生。它要求创作者________，更要赋予景观深层情感与文化内涵。________是其典型创作手法，如苏州园林通过框景、漏景，将远山近水纳入方寸之间，实现“虽由人作，宛自天开”的境界；岳阳楼借洞庭湖的浩渺烟波，成就“气蒸云梦泽”的壮阔诗意；故宫以中轴线体现“中正有序”的礼制思想，徽州民居“四水归堂”暗合“天人感应”的宇宙观。而意境的营造取决于创作者的________。

5 . 阅读下面的文字，完成下面小题。

材料一：

我国古代很早就重视屋脊的装饰。屋顶上几条屋脊交汇处的节点，经过美化后成了装饰节点，无论正脊、垂脊、围脊和角脊都有脊饰。西周宫室建筑上的棱角，犹如箭头状。汉代在一些重要的建筑物正脊上，则开始使用凤凰作为装饰物点缀。帝王的宫殿用鸱尾装饰，寺庙的屋顶装饰也富丽堂皇，如凌空欲飞的燕尾式屋脊、双龙戏珠、忠孝节义的题材装饰等。在不断的演化中，这些最初起于图腾崇拜的脊饰，到后来有的依然是神灵的灵物，有的是权力和等级的表现，有的则只剩下装饰作用。

事实上，建筑装饰在它产生时往往具有实际的功能，与它的建造手段和结构逻辑紧密相关，但这些功能并不构成对形式的制约。换句话说，功能的改变或消退，并不影响原有形式作为一种装饰语言而在其他的建筑结构中保存。例如，阿尔贝蒂设计的马拉泰斯塔教堂，就套用了君士坦丁凯旋门的形式，原来在凯旋门中起承重作用的四个分立柱，在教堂的立面上成了退到墙体中的扶壁柱，原有的物理功能消失了，柱式的形式和功能都被简化成一种符号，这种经典的建筑形式成了真正的装饰。中国传统建筑屋顶上，鸱尾、仙人、走兽等也都成了装饰语言。

在现代主义者眼中，装饰是可有可无的，甚至是多余的东西。他们极力反对在建筑中使用装饰。然而，对建筑而言，装饰从来不是可有可无的，人类对历史上任何一种类型建筑的解读，都不可能将装饰的因素排除在外，因为装饰与建筑的空间、构造一起构成了一个完整的主题。从某种意义上说，装饰也总是和功能联系在一起，不存在没有功能的装饰，也不存在没有装饰的功能——人们对功能的表达不可能是空洞的、抽象的，总要通过具体的材料、结构方式和加工手段使之成为可见的形式。步行街上的盲道，既是一种功能，也是一种装饰，它丰富了铺装的表现力；城市广场上的抽象雕塑，既是一种装饰语言，也承载了激发公众审美体验、甚至成为城市地标的深层社会功能。

在建筑装饰的诸多功能中，符号与标志功能不容忽视。建筑中的装饰常是历史和文化信息的主要承载物。人们之所以把建筑称为用石头和钢铁铸就的历史，就在于透过那些建筑和装饰，人们可以阅读到一个时代的全部信息——信仰、道德、技术和情感。用符号学的理论来阐释装饰的功能是恰当的，因为建筑中的许多装饰可以被理解为信息代码，它们包含着大量的历史信息，人与建筑之间的交流就是通过解读这些代码而获得对建筑含义的把握。如传统建筑中的龙文化装饰不仅仅是为了“避邪”，也成为中国传统建筑的特点，象征中华民族，凝聚了民族魂。

（摘编自刘淑婷等《中国传统建筑屋顶文化解读》，有删改）

材料二：

屋顶本是建筑上最实际必需的部分，中国则自古，不殚烦难的，使之尽善尽美。使切合于实际需求之外，又特具一种美术风格。屋顶最初即不止为屋之顶，因雨水和日光的切要实题，早就扩张出檐的部分。使檐突出并非难事，但是檐深则低，低则阻碍光线，且雨水顺势急流，檐下溅水问题因之发生。为解决这个问题，我们发明飞檐，用双层瓦椽，使檐沿稍翻上去，微成曲线。又因美观关系，使屋角之檐加甚其仰翻曲度。这种前边成曲线，四角翘起的“飞檐”，并没有什么超出结构原则，和不自然造作之处，同时在美观实用方面均是非常的成功。这屋顶坡的全部曲线，上部巍然高举，檐部如翼轻展，使本来极无趣，极笨拙的屋顶部，一跃而成为整个建筑的美丽冠冕。在《周礼》里发现有“上欲尊而宇欲卑；上尊而宇卑，则吐水疾而霤远”^①之句。这句可谓明晰地写出实际方面之功效。

既讲到屋顶，我们当然还是注意到屋瓦上的种种装饰物。雕饰必是设施于结构部分才有价值，那么我们屋瓦上的脊瓦吻兽又是如何？

脊瓦可以说是两坡相联处的脊缝上一种镶边的办法，当然也有过当复杂的，但是诚实地来装饰一个结构部分，而不肯勉强地来掩饰一个结构枢纽或关节，是中国建筑最长之处。

瓦上的脊吻和走兽，无疑的，本来也是结构上的部分。现时的龙头形“正吻”古称“鸱尾”，最初必是总管“扶脊木”和脊桁等部分的一块木质关键。这木质关键突出脊上，略作鸟形，后来略加点缀竟然刻成鸱鸟之尾，也是很自然的变化。其所以为鸱尾者还带有一点象征意义，因有传说鸱鸟能吐水，拿它放在瓦脊上可制火灾。

走兽最初必为一种大木钉，通过垂脊之瓦，至“由戗”及“角梁”上，以防止斜脊上面瓦片的溜下，唐时已变成两座“宝珠”在今之“戗兽”及“仙人”地位上。后代鸱尾变成“龙吻”，宝珠变成“戗兽”及“仙人”，尚加增“戗兽”“仙人”之间一列“走兽”，也不过是雕饰上变化而已。

南方屋瓦上多加增极复杂的花样，完全脱离结构上任务纯粹的显示技巧，不足称扬。

（摘编自林徽音《论中国建筑之几个特征》，有删改）

【注】①上部要高而边缘要低，上部高边缘低，那么雨水就会流得快而且流得远。

中国传统建筑装饰注重_______，屋脊装饰尤为突出。其演变融合功能与象征，如走兽最初为_______，鸱尾因传说能吐水避火而被赋予装饰与寓意。除常见的走兽、正吻外，还有一类“正脊兽”，形象与正吻不同，等级也低于正吻，形态更显轻盈，如北京鼓楼便采用此装饰。这些脊饰________，又承载着文化的符号意义，体现了中国建筑装饰实用与艺术的完美统一。

6 . 阅读下面的文字，完成下面小题。

①中国古代建筑风格独特，它最根本之点，就是结构和艺术造型合理地融洽一致，而不是削足适履，相互抵牾；许多造型艺术上的特点，实际上来自结构本身的要求，并非矫揉造作。

②简单分析一下中国古代建筑的单体的特征。中国古代木结构是骨架系统（Frame System），屋面和楼层的各种荷载，由梁柱负担，传至基础。通常，外围的墙体不承重，厚重的外墙用来增强架刚性，抵抗水平荷载（风、震动、摆动等作用力）；因此，中国古代建筑的平面形成，以构架柱网的布局为基础。由于木料的天然尺度和力学性能，柱网常呈矩形，而且尺度变化幅度有限。建筑的规模即用柱网布局和尺度来表示：四柱形成一“间”，正面叫“面阔”，纵深叫“进深”，建筑术语称以“面阔几间、进深几间”表示规模。

③复杂的平面，往往由几组简单矩形柱网合成。中国古代建筑很少用曲线平面，若用，也是构件尺度比较单一的扇形、正圆形之类。这都是木结构的特性所致。

④……

⑤早期（唐以前）中国木结构建筑很少有纯装饰的附加件，一般即对结构构件本身施以适当的艺术加工，而且和构件的力学性质相适应。例如，柱，有称为“梭柱”的做法，梭柱柱身有轻度柔和的卷杀，上段收杀稍甚，以增加柱的稳定感。于是，着意加工为曲线优美的弧形梁，称为“虹梁”或“月梁”。柱、梁、栱的卷杀，似乎增添了弹性和韧度，虹梁、飞檐，给人以轻飏的快感。其他如驼峰、托脚、蜀柱，一经加工，变平凡为神奇，笨重的原料成为生动的艺术品。这就是中国古代建筑处理构件的内在旨趣。

⑥中国古代建筑的单体造型中，屋顶占有重要地位。从简单庄重到繁复华丽，变化幅度很大。早期屋顶型式简单，唐代开始渐渐复杂。例如敦煌壁画中，除了习见的庑殿、悬山、攒尖、歇山，还有圆、八角、十字脊等；宋画黄鹤楼、滕王阁等著名建筑，以唐代建筑写真为粉本，形体相当复杂。正如杜牧《阿房宫赋》所写：“廊腰缦回，檐牙高啄；各抱地势，钩心斗角”，十分繁复。现存的古代建筑如山西万全飞云楼、北京故宫角楼、承德普宁寺大乘阁，都足可表现古代重楼杰阁的高度造型艺术水平。外型表现性格。北京天坛祈年殿就是一个典范。它整体稳重，庄严，和谐，三重檐圆攒尖顶，用闪耀金光的宝顶结束；具有崇高、向上的态势，这和祈祷上苍赐予福祉的思想是相适应的。

⑦在古代中国，有经验的匠师处理建筑群，非常重视建筑单体之间的型式、体量以及高下关系。屋顶构成建筑群轮廓线，必须避免单调雷同，要有主有从，跌宕起伏，疏密相间，富于节奏韵律。这方面，北京故宫建筑群是个范例。各地一些民间建筑，屋顶组合自由活泼、切合实用，不乏优美动人的例子。

⑧中国古代建筑多以组群形式出现。把使用功能上不同的若干空间包容在一个单栋建筑之内，中国某些山区住宅也是有此式的；但是，空间数量超过一定限度，就会引起屋顶排水、采光、通风和结构安排上的困难。因此，通常采取把不同功能分属于若干单栋建筑，而把使用上相互有联系的单栋组成单元的办法来解决。这样的单元通常就是由单栋建筑（主要的与附属的）入口（门）、廊庑（交通连接）、墙垣（分隔）等所围绕形成的“院”。一个大建筑群，由若干个不同性质要求的“院”组成。组成院的建筑，其型式、尺度、数量等，取决于使用功能要求。

⑨例如住宅，最简单的只有一个院，如云南的“一颗印”式住宅和江南的三合头天井院，由主房（楼房）、配房、墙垣组成院。典型的四合院住宅，用墙垣和中门（垂花门）界分内外。内院为居住生活部分，由上房、厢房等组成，外院是客人所到处，大门位于侧近。内院是住宅的主要部分，比较华美的装饰，富有生活趣味的树荫、藤架、花台、鱼池、陈设等，都聚在内院。复杂的大型住宅，则有多组居住内院。

⑩中国古代在处理建筑群或整个城市与自然环境的关系时，表现为利用和改造两个方面。中国古代重视利用，因此就重视选址。除了地形、水源、交通、防御等因素，城市、建筑群在艺术构图方面的要求，也常是选址考虑的重要因素。例如秦始皇造朝宫（阿房宫），“表南山之巅以为阙”（《史记·秦始皇本纪》），以高峻的山峰为宫前双阙，构图意境气局很大。陵墓建筑群和自然环境关系尤为密切，中国古代的优秀范例不少。第一数秦始皇陵。陵以骊山主峰为屏障，负山面河，俯临平原，左右岗峦环抱，拱绕陵体，其间数十里苍茫原野，以陵体为中心。

⑪其次为改造。为建筑群环境气氛所需，对自然面貌加以改变，高者堕之，低者培之。例如故宫后景山，是故宫构图终点，乃人工所筑。园林中更多人工峰峦洞壑，以制造山林气氛。然而中国古代历史上，城市中最大的改造自然的工程，是治水。除河渠运漕所需之外，绿化、美化环境亦是目标之一。例如汉长安昆明池、魏洛阳天渊池、南朝建康玄武湖、北宋开封金明池、北京颐和园昆明湖与杭州西湖等，均为人工拦截溪流、汇成水面，成为著名的风景胜地；许多水面，也是城市景区空间的主要成分。

（摘编自《中国古代建筑的艺术传统》）

中国古代建筑以①______为基本框架，形成一组建筑的组合。这种布局方式使得建筑不是孤立的单体存在，而是通过连廊、②______等连接成的一个整体。这是一种重视整体时空构成的设计。③______即为最典型的院落式布局，其用墙垣和中门界分内院和外院，内院居住，院中常种植花木等，外院是客人所到之处。

7 . 阅读下文，完成小题。

①研究中国建筑的方法之一是研究汉字。

②对于那些志在研究中国的人们来说，无论选择的是何种研究方向，对汉字的研究都是至关重要的。在本质上，汉字和他国文字毫不相同。它本身就是史料，极具研究价值和历史意义。在建筑学上，对中国古建筑上的文字进行研究，就相当于是在对建筑进行研究。

③对汉字的研究其实也已形成了一个专业领域，在此不做赘述。不过，形成汉字的关键在于写实，也就是象形化。在研究象形文字时，我们可以看出实物的形状和性质。对原始的象形文字进行认读，是一份十分特殊的工作，而且很是困难。在这里，我简单介绍几个有关建筑的文字，以期能说明这一研究的重要性，以及汉字的有趣和丰富。

④有关建筑的汉字大多都以“宀”为部首。“宀”即对建筑顶部形状的写实，表示的是房屋，同时，屋顶形状也有所表现，譬如家、宇、宫、室等字。堂，上半部为“”，比“宀”多了一些顶部装饰。亭，上半部为“亠”，有省略之意，表示建筑顶部形状较为简单。

⑤以“广”为偏旁的字，大多表示的是建筑顶部只有一侧斜坡，譬如廊、庇、庑等字。我们很容易就能想象出古代的这些建筑，它们只有一面墙，另一面由立柱支撑，是单面坡顶式的檐廊之类。“厂”这个偏旁亦复如是，表示的是更为简单的屋顶形状，譬如厕、厨等字。

⑥门、窗等的古体字也表现出了明显的写实痕迹。窗，古体字为囱或囧，意象为嵌入各种精巧窗户的格子。囱和囧的古体字表示的意象均是窗户的轮廓以及嵌入的格子。

⑦囱，古音为tāng，是窗字的古体字，“在墙曰牖，在屋曰囱”。

⑧囧，古音为kǎng，象形文字，《说文解字》一书提到“囧者，窗牖丽廛闼明”。

⑨除此之外，文字的结构还能为我们提供与物体材料有关的信息，譬如柱从木、瓶从瓦、钉从金，等等。中国建筑的基础材料是木材，所以大多数建筑专业词汇都是以“木”为偏旁的，譬如柱、楹、梁、栋、棁、栱、棋、檐、枨、楣、桁，等等。

⑩看起来我们似乎有些偏离主题了。我们还能从文字的结构中观察出某个字是如何形成的，譬如“葬”这个字，不难看出，逝者是被置于草间的，由此可见，“葬”字的起源和古老的丧葬传统密不可分，这里面还隐含着葬与墓这种建筑的渊源。“御”字的意思是用手推行或停止车乘。在古文字中，“卩”书写为“屮”，是“手”的意思。“窗”加上“月”便是“明”，这并不难看出来。再后来，“明”又演化为“明”，彻底构建出“日月同辉”，也就是光明的意境。不过，演变后的文字在趣味性上便不如“窗外有月”那般深厚了。这也是古代中国人追求风雅兴味的一个方面。

（节选自《中国建筑史》一书）

许慎《说文解字》：“堂，殿也。从土、尚声。”即“堂”是宫殿的意思。“土”是形旁，“尚”是声旁。

7 . 阅读下面的文字，完成小题。

材料一：

2022年10月4日，瑞典皇家科学院宣布将2022年度诺贝尔物理学奖授予法国物理学家阿兰·阿斯佩、美国物理学家约翰·克劳瑟以及奥地利物理学家安东·塞林格，以表彰他们“使用纠缠光子进行实验，建立了验证贝尔不等式不成立的基础以及开创了量子信息科学”。

爱因斯坦除建立相对论外，还因对现代物理学的另一个支柱即量子力学的质疑和反对而闻名。1935年，他和另外两位科学家发表了一篇论文，质疑了量子力学的完备性，提出了一个思想实验：如果有两个粒子在相互作用后分开，那么对其中一个粒子的测量会影响另一个粒子的状态，这样一来，两个粒子的相互感知似乎是超距瞬时的。这种超光速的作用违反了当时公认的狭义相对论中光速最快的结论，因此爱因斯坦将其称作“幽灵般的超距作用”。1964年，物理学家约翰·贝尔在一篇文章中提出了后来以他的名字命名的贝尔不等式这一试验检验方法。如果贝尔不等式成立，则爱因斯坦的理论正确；反之，则爱因斯坦是错的。因此，贝尔不等式的意义在于，把涉及量子力学的争论从有关因果性的哲学问题转化为可以通过实验进行检验的科学问题。

从1972年到1998年，克劳瑟、阿斯佩、塞林格等科学家接续对贝尔不等式进行了测试，证明其不成立，但直到塞林格才给出了决定性的证明。三人的工作展示了研究和控制处于纠缠状态的粒子的潜力，为量子技术的新时代奠定了基础。目前，量子信息、量子计算已经成为备受各个主要科技大国瞩目的重点科研领域。可以预见，人类未来的生产和生活，将会因此深刻地发生改变。

（摘编自《从否定爱因斯坦到发展量子信息：2022年诺贝尔物理学奖解析》，《南方周末》）

材料二：

20世纪90年代末，2022年诺贝尔物理学奖获得者奥地利物理学家安东·塞林格领导的研究团队发现纠缠的量子态具有储存、传输和处理信息的能力，将量子纠缠从理论推向了应用，其中塞林格的博士生、现任中国科学院院士潘建伟在当时的研究中发挥了关键的作用。潘建伟回国工作后，继续进行量子信息的研究并且取得了令人瞩目的成绩。他领衔的团队研制的“墨子号”量子科学实验卫星于2022年5月创造了1200千米地表量子态传输新纪录。

量子通信基于量子物理学的基本原理，克服了经典加密技术内在的安全隐患，是迄今为止唯一被严格证明是无条件安全的通信方式，可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。量子通信通常采用单光子作为物理载体，最为直接的传输方式是光纤或者近地面自由空间信道。但是，这两种信道的损耗都会随着距离的增加而指数式增加，近地大气信道还会受到地球曲率的影响。此外，由于量子不可克隆原理，量子通信的信号不能像经典通信那样被放大，这使得之前量子通信的世界纪录只有百公里量级。而外太空几乎真空，对于光信号的吸收损耗几乎为零，因此通过卫星的辅助可以极大扩展量子通信距离。2003年，潘建伟团队提出了利用卫星实现星地间量子通信、构建覆盖全球量子保密通信网的方案；2012年，潘建伟领衔的中科院联合研究团队在青海湖实现了首个百公里的双向量子纠缠分发和量子隐形传态，充分验证了利用卫星实现量子通信的可行性；2016年8月16日，该团队成功研制的“墨子号”在酒泉卫星发射中心发射升空，正式开展科学实验。此后，潘建伟团队利用“墨子号”在国际上率先完成了一系列星地量子科学实验。其中包括首个地星量子隐形传态以及星地量子态远程传输，证明了在地星千公里距离上能够完成量子比特的传输，为全球化量子信息处理网络奠定了基础。

“墨子号”的成功掀起了国际空间量子科学的研究热潮，美国、日本等国际上的各方力量随后皆开始探索自己的广域量子通信之路，提出或加速了一系列空间量子科学布局。2017年，美国宇航局发布了关于未来空间量子物理发展方面的白皮书。同期欧洲航天局也发布了空间量子技术的白皮书。“墨子号”系列实验开启了利用空间平台开展量子信息和量子物理前沿研究的广阔天地。

（摘编自《“墨子号”何以激起空间量子科学热潮》，《光明日报》）

材料三：

《三体》三部曲没有贯穿始终的真人主角，只有一位贯穿始终的非人主角，就是智子，到了第三部，智子还化身为了一位美女。智子是三体人制造出来的随时可以展开成包围地球的大网的微观粒子。它除了可以做低维展开，还是三体人送到地球来的“信使”。它可以监察人类的一切活动，有时也会变身成一个不大不小的球状体和地球人沟通。在三体文明那边，还有对应的一个智子，两个智子构成一个量子纠缠态。如果这边的智子看到了什么，那边的智子也会看到相同的东西，还可以将这个信息交给三体人。这样，瞬时量子通信就完成了。这种设定，刘慈欣一定借用了量子通信，且假设量子通信是瞬时的，不会有普通通信的时间延迟。我认为这种设定是不可靠的，到目前为止，量子通信的手段都涉及普通的通信，而目前普通通信的速度都为光速所限，所以肯定有时间延迟。

（摘编自李淼《〈三体〉中的物理学》）

1 . 阅读下面的文字，完成下面小题。

材料一：

十七世纪末，人们对光的本质提出了两种学说，一种是荷兰物理学家惠更斯创立的波动说，一种是英国物理学家牛顿提倡的微粒说。两种学说都可以对不少光学现象作出合理的解释。惠更斯从光和声两类现象的比较中，认为光是一种弹性振动，是以发光体为中心向四面传播的机械波。牛顿则根据光的折射、反射和色散等实验事实，认为光是由发光体发出的沿直线运动的粒子流。这两种理论各自解释了光的某一方面的本质，有片面的真理性，它们的争论开阔了人们的眼界，活跃了思想。

当时，由于还不能用实验准确地测定光速，更谈不上对不同媒质中的光速进行比较，在这种情况下，有些人利用牛顿在科学界的威望，竭力推崇微粒说，贬低波动说，于是微粒说就在长达一个世纪的时间内占了统治地位。十九世纪初，人们在实验中发现了光的干涉、衍射、偏振等现象。对此微粒说无法解释，波动说则较好地解释了这些现象，于是波动说被重新提出来了。十九世纪中叶，英国物理学家麦克斯韦发展了光的波动说，用光的电磁波理论代替了光的机械波理论，深化了对光的本质的认识，使波动说上升到统治地位。到了十九世纪末，由于光电效应、热辐射、伦琴射线的散射等新现象的发现，光的波动说又遇到了困难，而用微粒说却可以得到解释。总之，两种学说长期争论，双方都不能完全自圆其说并驳倒对方。

1905年，爱因斯坦推广了德国物理学家普朗克的量子论，建立了光的量子说。这种学说认为，光是具有一定质量、能量和动量的粒子所组成的光子流，这种光子在光电效应等现象中显示出粒子性，在干涉、衍射现象中显示出波动性，因此光具有波粒二象性，这就阐明了光的波动性和微粒性的对立统一。这个学说把对光的认识各有片面性的波动说和微粒说予以扬弃，但同时在新的基础上，吸收并综合了两者的合理因素，在微观水平上说明了光既是粒子又是波，从而更全面深刻地反映了光的内在本质。

这场持续三百年的争论告诉我们，在自然科学研究中，经常会出现各种不同学术观点和不同学派的争论，这是认识发展中必然的正常的现象，它对于促进学术繁荣、推动科学发展具有重要作用。

（节选自陈统渭《一场持续三百年的争论》）

材料二：

科学决不是唯唯诺诺的好好先生，批判态度是科学精神的重要内涵。所谓批判，其目的在于明辨是非，凡事都问个为什么，凡事都摆事实、讲道理。首先，批判态度反对将一切理论和假说神圣化。任何科学理论和科学假说都要经受反复检验，通过批判旧的理论使其得到修正甚至完全用新的理论取而代之。其次，批判态度是理论创新的动力。科学理论经受批判使自己的逻辑更严密，实验证据更精确，进而不断打破成见、推陈出新。再次，批判态度是科学真理客观性的保障。任何人、任何利益群体想违背客观性原则搞伪科学，都要受到严厉批判。但是，批判不是完全否定。日心说替代地心说，直到牛顿力学提出后才算基本完成。有时新和旧也是相对的，旧的理论也可以为新的理论所包容，如经典物理学就可以视为现代物理学的近似。正是在开放地面对一切可能的批评与质疑的过程中，科学变得愈发成熟。当科学所秉持的批判态度延伸到科学外部之时，意味着科学同样要坦然接受来自科学之外不同领域、不同方面的批判、反思和质疑，并带来认识的多元性和包容性。这对于破除科学的神话、减少科学的独断性，是非常有益的。

批判和反驳之所以成为重要的科学理念和常态，关键在于科学中对错误的认识有了巨大改变，以及对科学可错性的认定。波普尔强调：科学是一门可错的学问，科学发现的历史就是不断试错的过程，科学发展遵循试错模式。所谓试错模式，其基本路径是通过实验，正视错误、发现问题，提出新的解决方案，再通过新的实验，不断向前推进。哥白尼、伽利略对托勒密体系和亚里士多德力学的质疑，建立起了新的天体力学；拉瓦锡在对传统燃素说进行批评的基础上，创立了氧化还原学说；达尔文对上帝创世说进行批判，创立了进化论；爱因斯坦对牛顿力学体系进行理性的反思与批判，建立起了相对论学说，等等。科学所追求的正是不断试错而向真理逐渐逼近的过程。

（摘编自刘大椿《论科学精神》）

2 . 阅读下面的文字，完成下面小题。

材料一：

杨振宁深入研究理论物理之美后指出，它包括三个基本层次，分别是：现象之美、理论描述之美与理论结构之美。

杨振宁认为理论物理现象之美还分为两种，即直观的自然美与抽象或想象的物理美。前者直观可见，杨振宁以彩虹为例予以说明：“早在童年时，看到彩虹我们会脱口而出‘美极了’。”杨振宁进一步以物理学家对行星轨道的认识、对原子谱线与外界条件无关结论的认识、对微观超导现象的认识为例，说明理论物理的现象之美不都如彩虹美那样直观，有些还需要基于一定抽象的专业知识、经过间接的实验测量（如物理学家看不到导体内的运动电荷，但可以测量宏观量电流强度的变化与否），以及物理学家的想象（如想象行星光滑的椭圆轨道、想象原子类似太阳系的有核模型等），才能被物理学家感受到。第二种情形与直观的自然美在感受方式上存在巨大的差别，但也有相同之处，即一旦搞清楚这些非直观可见的复杂现象，物理学家与观察到直观的自然美一样，也喜悦、惊讶与惊奇，从而获得美的感受。

杨振宁以库仑定律、热力学第一、第二定律以及放射元素指数衰变定律等为例，说明这些定律都是对表面上杂乱无章的物理现象精准而简洁地描述，都实现了用一个简单的公式，充分表述某一类复杂现象的目标，揭示了现象背后的本质关系，都是“漂亮的”“很美的”理论描述。因此，理论物理的描述之美，即指用最为简洁的数学公式对复杂自然现象的描述。对现象的纷繁复杂性认识得越深刻，对理论物理描述之美的感受即愈强烈。理论物理描述之美是一种简洁美，一定意义上它是理论物理学家对研究结论的表述方式之极致追求使然。而在做这种极致追求时，物理学家感受美的能力发挥着决定性的作用。杨振宁曾借用狄拉克的话揭示这一道理：“使一个方程具有美感比使它去符合实验更重要。”而什么样的方程才最具有美感，需要理论物理学家本人去感悟和把握；杨振宁指出狄拉克有“感知美的奇异本领”，认为这是狄拉克能做出重要科学贡献的决定性因素。

自然界存在并非一目了然的各种结构，如元素周期律、原子的有核结构、水分子中氧原子和两个氢原子的空间排列关系、以点阵为基础的各种晶体的对称结构等等，都包含着美妙的结构。杨振宁以元素周期表为例，指出性质相似的元素纵列排在一起，人们可以按照这个规律去发现新的元素，这很美妙，但是仍属于现象美范畴。量子力学诞生后，物理学家借助群论这一数学工具才得以描述和解释周期表内涵的特性，如周期性为什么存在等等。与此相类，物理学家一旦认识到一种自然界结构，如行星运动的椭圆轨道、原子的有核结构等，会有洞察奥秘、明心见性、豁然开朗的愉悦和美感，因为他知道自己的身体也是由这样的原子构成的；而一旦在数学中找到与大自然结构相似，因而恰好能反映后者的数学工具，比如群论、纤维丛等等时，两种结构恰如其分的精美契合，会让科学家感受到另外一种震惊与美妙。正如杨振宁所说：“自然界为它的物理定律选择这样的数学结构是一件神奇的事。”

简单地说，物理学家对理论物理学三个层次之美的感受有所不同：数学家主观构造的数学能奇妙地描述自然现象并揭示自然现象内在的奥秘，这令理论物理学家困惑；理论物理的理论描述之美，使物理学家头脑中涌现优雅、简单、整齐等与美有关的词汇；而理论物理的结构美，则直接震撼物理学家的灵魂。

（摘编自厚宇德《杨振宁论科学之美与科学创造》）

材料二：

杨振宁重要的科学成果有13项，物理学界与杨振宁本人都认为规范场理论又是最重要的贡献，而这一项成果，是集合5种研究方式的结果。据杨振宁回忆：“那个时候实验有了一个新的刺激……有几个实验做出来，发现了一个新的宇宙粒子，叫做τ（希腊字母）粒子，又发现一个粒子叫做V粒子。一下子几年之内弄出来了好些种粒子，大家知道这里头有非常妙的东西，非常基本的东西，所以就想要研究它们之间的关系是什么，我也在研究。可是我跟别人研究的方法不一样，我希望把本来的场论改一改，变成可以表达这些新的东西。所以后来出了非阿贝尔理论（规范场理论又称非阿贝尔规范场理论）。”杨振宁这段话讲得很通俗，内涵却非常丰富，包含4种风格要素：实验现象（“新的宇宙粒子”）、物理思想（“场论”）、数学方法（“非阿贝尔”是非线性阿贝尔数学方程的简称）、审美意趣。

但是，杨振宁创立规范场理论最早的思路源于一种哲学思维——类比：因为电荷守恒对应一种“场”——电磁场，“在1954年产生了一个很自然的问题，那时发现除了守恒的电荷以外，还有别的守恒量，譬如说同位旋也是守恒的。那么，守恒的同位旋是否也要产生一个场呢？”就是这样一种哲学性的类比思维开辟了探索规范场的新思路，几经曲折后，杨振宁与米尔斯于1954年合作创立了非阿贝尔规范场论，被物理学界普遍认为是超越李—杨诺贝尔奖成果的重大理论创新。

上述五种高水平创新要素（物理现象、物理思想、数学方法、审美意趣、哲学思维）集成起来，便形成独树一帜的杨振宁科学创新风格。这一风格求实、深广、精致而优雅，犹如一把背厚、刃锐而优美的艺术性利斧，成为杨振宁在物理学领域开辟方向、攻坚克难、架桥铺路的锐利武器。科学史上，形成如此科学风格的科学大师并不多见。非凡的科学风格是杨振宁成为光辉夺目而经久不衰的一代科学巨星的重要原因。

（摘编自朱亚宗《诺贝尔物理学奖获得者杨振宁——成才、治学与情怀简论》）

3 . 阅读下面的文字，完成下面小题。

洛德·瑟林对维度了如指掌。他所创作的电视剧《迷离境界》横跨想象的维度，交织了视觉、听觉与思维的三重维度，如宇宙般浩瀚、如永恒般无尽。可一旦涉及现实中的时空维度，这位编剧却三缄其口，从未对此作过解释。当然，自爱因斯坦时代起，科学家们也在绞尽脑汁，挠头思索：该如何理解时空的本质？在此之前，几乎所有人都认为牛顿已经解开了所有谜团。牛顿宣称，时间“均匀流逝，与任何外界事物无关”，绝对空间也是独立存在，自成体系，“永远相似，亘古不变”。这看似毫无玄机——物理事件在中立的舞台上独立上演，就像有的演员在舞台上昂首阔步、有的则焦虑不安，他们奔走其间，各自表演，却毫不影响舞台之外的剧场。

然而，爱因斯坦的理论将牛顿提出的绝对时空概念变成了一种相对性的混合体。爱因斯坦方程揭示了一个合并的时空。这是一种全新的舞台，物质和能量在其中改变了场地的结构。这颠覆了物理学的传统观念。自此，时空不再是物质和能量的毫无特征的中性载体。原本独立且均匀的时间和空间，变得既不可分割又变动不居。爱因斯坦在广义相对论中证明，物质和能量会扭曲周围的时空。这一事实看似简单，实则不然！该事实解释了引力现象。牛顿所认为的引力，实际上是由时空几何形状造成的错觉。时空的形状决定了大质量物体的运动轨迹，而大质量物体又反过来塑造了时空的形状。这堪称一种精妙且“公平”的对称。

在一个世纪前，爱因斯坦的时空革命得到了验证。当时，日食观测远征队进行过一次日食探测，证实了爱因斯坦广义相对论的核心预言——当光线掠过太阳边缘时，会发生精确的弯曲。然而时空的本质依然成谜。既然时空并非虚无，人们自然会追问其本源。如今，一场新的革命正待揭开该谜底。这场革命基于上世纪另一大物理学突破——量子力学的启发。爱因斯坦将引力视为时空几何的表现，这一观点取得了巨大的成功。同样，量子力学也以无与伦比的精准度描述了原子尺度下的物质与能量活动。然而，试图将量子力学的奇异现象与几何引力理论纳入统一数学框架的尝试，却遭遇了严峻的技术和概念障碍。至少人们在理解常规时空的尝试中，长期存在这样的困境。但转机可能来自对另类时空几何的理论研究——这些时空在理论上存在，却拥有奇特属性。

“反德西特空间”便是一种特例。该空间曲率异常且具有自我坍缩倾向，与我们所处的膨胀宇宙截然不同。该空间并不宜居。但作为研究量子引力理论的实验室，它却价值非凡。这种时空与我们生活的宇宙截然不同。但正是这种虚构时空，可能为揭示普通时空产生的量子机制提供关键线索。

对反德西特空间的研究表明，描述引力的数学，即时空几何，可能与低一维空间的量子物理数学存在等价关系。可以将其类比为全息投影，即二维平面承载着三维图像。类似地，四维时空的几何，或许可以被编码在三维空间中量子物理的数学中。或者，可能需要更多维度。不过，具体到底需要多少维度，仍是亟待解决的难题。无论如何，沿着这些研究方向探索，科学家们发现了一种惊人的可能性，即时空本身可能是由量子物理生成的，特别是由一种被称为量子纠缠的神秘现象所驱动的。通俗地讲，量子纠缠是一种“幽灵般的联结”，它能将相距甚远的粒子联系在一起。如果这些粒子来自同一来源，那么无论它们飞离多远，仍然能够保持纠缠的状态。若测量其中一个粒子的某个属性，比如自旋属性或偏振属性，就可以知道另一个粒子在相同测量方式下的测量结果。然而，在测量之前，这些属性并未预先确定。这一反常识的现象已通过大量实验反复验证——仿佛A点的测量行为瞬间决定了遥远的B点的测量结果。

这听起来像是纠缠粒子能够以超光速传递信息。否则，很难想象一个粒子如何“知晓”另一个粒子在遥远时空中的情况。然而，实际上，粒子本身并没有发送任何信息。那么，纠缠粒子是如何跨越时空的鸿沟并产生关联的呢？答案或许在于：它们本就不必跨越时空——因为量子纠缠并非发生在时空之中，而是纠缠创造了时空本身。至少，这就是当前对宇宙的玩具模型研究给我们带来的启示。

多位顶尖物理学家的深入研究为其提供了理论证据：纠缠量子态构成的网络编织出了时空结构。这些量子态通常被称为“量子比特”——即量子信息单元（类似传统计算机比特，但是，量子比特能同时处于1和0的叠加态，而非单纯代表1或0）。纠缠的量子比特会在空间中构建出几何结构网络，其维度比量子比特本身所处的维度多出一维。因此，量子比特的物理特性可以等价于多出一维的空间几何结构。更令人振奋的是，这种由纠缠量子比特构建的几何结构，很可能遵循爱因斯坦广义相对论中描述引力运动的方程——至少最新研究正指向该研究方向。“显然，由量子纠缠构建的、具备特定性质的几何结构，必定遵循引力运动方程，”斯温格尔写道，“这一发现进一步佐证了时空源自量子纠缠的论断。”不过，对于这些在高维宇宙的玩具模型中发现的线索，能否最终解释真实物理学家所处的普通时空，目前尚无定论。现实中，究竟哪些量子过程能编织时空结构，至今仍是未解之谜。现有计算中的某些假设，或许终将被证伪。但物理学可能正站在突破性发现的门槛上——或将窥见前所未有的时空维度，甚至超越了人类的视听维度，这一切或许会让《迷离境界》中的科幻场景成为现实。

（摘编自汤姆·齐格弗里德《时空源自量子纠缠》，边颖译，有删改）

在探索宇宙本源的过程中，①______________一直是物理学界的核心谜题。爱因斯坦的相对论重塑了人类对时空的认知，成功诠释了②______________，却未能解释量子尺度下的奇异现象。量子力学的崛起填补了这一空白，其揭示的量子纠缠现象颠覆了③______________—— 看似毫无关联的粒子，竟能跨越遥远距离形成 “幽灵联结”。如今，科学家们正试图将这两大理论融合，其核心猜想并非④______________，而是量子纠缠本身可能是时空结构的“缔造者”。

4 . 阅读下面的文字，完成下面小题。

材料一：

在十分遥远的宇宙深处，有个与咱们银河系十分相似的星系，里面有颗看上去和太阳一样的恒星。而且，该恒星的第三颗行星也与咱们的地球十分相似。这颗行星上居住着一个与你相同的人。他/她就如你的孪生兄弟/姐妹一样，不仅长得一模一样，更巧的是，此时此刻你们还正在读着同一句话……事实上，有无数个星系正好和太阳系完全相同；还有无数个你，截至此时此刻，你们的人生完全相同。

你的这些翻版生活在可观测宇宙之外。也许你会觉得我在给你讲科幻故事，但事实上，按照宇宙学标准理论和物理学标准理论推算的话，这是不可避免的结果。如果你能在宇宙中旅行到足够远的地方，你就不可避免地会碰上另一个你。事实上，我们甚至能计算出，如果要去拜访离你最近的另一个你，你需要走多远的路，答案是：约10¹⁰²⁸米。

这个距离长到怕是你不好理解。10²⁸指的是1后面有28个零，也就是万亿亿亿。而10¹⁰²⁸就是指1后面有万亿亿个零。这个距离比目前世界上最先进的望远镜可以观测到的距离还要远得多呢。但你不必过于纠结这个距离。你的关注点不应该落在这个庞大无比的数字上，         ！

（摘编自马库斯·乔恩《奇怪的知识增加了》，孔令稚译）

材料二：

有两个不同的时空域，也就是两个宇宙，连接两个宇宙的隧道就是一个蛀洞。这个蛀洞，早期叫作“爱因斯坦——罗森桥”，爱因斯坦认为任何进入到“桥”中心的火箭都将被压碎。然而，令人震惊的事在爱因斯坦去世后发生了。因为几十年以后，索恩等科学家在研究爱因斯坦方程时，发现它可以有新的解。爱因斯坦认为蛀洞中的引力场极其巨大，任何进入其中心的火箭和人都会被撕裂，而新的计算结果说明这是安全的，他们不会被撕裂。原先以为，一旦进入蛀洞，时间就会变慢，有可能地球上已经历了数十亿年；新的计算结果说明，在蛀洞中往返一趟所花费的时间只需一天……

总之，索恩最后的结论是：在原则上，人类是可以穿越蛀洞的。不过，人类穿越蛀洞的现实可能不存在。因为，打开蛀洞需要的能量极其巨大，把地球上所有的能量都集中起来也达不到要求。穿越时空的旅行，也许还要等上几个世纪。

许多科学家对索恩的蛀洞保留看法，霍金就是其中的一位。然而，霍金提出的理论更令常人难以想象。他认为，除了我们的宇宙以外，还存在着无数个平行宇宙！无数个平行宇宙间，有无数蛀洞相连接。那么让我们穿过蛀洞，到那些从未听说过的宇宙中去看看！且慢！需要做一点补充说明，这可能会使性急的人丧气。蛀洞非常小，还没有一个质子大，人怎么穿过去呢？最后不得不提醒大家，这里说到的蛀洞、平行宇宙只是理论上的，是一些物理学家研究中的理论，而不是付诸实现的计划，即使是计划，也尚未找到足够的能量。

时空旅行原本是科学幻想小说中的一个主题，纯粹是幻想。到了今天，幻想的色彩正在减退，科学的成分正在增加。时空旅行原本的目标是旅行，而科学家只是把旅行当作一条线索，引导人们进入超越时空的理论。

（摘编自赵世洲《不知道的物理世界》）

材料三：

平行宇宙是一个惯常被使用在科幻电影中的概念，但最早提出这个概念的是量子力学的奠基人之一——薛定谔。

量子力学最奇特的性质源于哥本哈根诠释：一个量子系统可以以不同概率同时处在不同状态，直到你测量它，它便会随机地坍缩到其中一个状态。薛定谔在1952年的一次学术研讨会上发言时说：“我接下来要讲的这个理论，可能会让你们觉得我发疯了。”这个理论就是平行宇宙理论，用来解释哥本哈根诠释背后的本质。

平行宇宙理论说的是，当我们测量量子系统的时候，并非随机获得其中一个状态，而是当测量发生时，会同时分裂出多个平行宇宙，不同平行宇宙中获得的结果不同。譬如，你现在在参加高考，面临一道选择题，你不确定应该选哪个答案，也许你选对了就能上一本，选错了只能上二本。让我们姑且认为人脑的思考过程本质是量子化的，在做出选择的一瞬间，你并非注定上一本或者二本，而是当你选择时，产生了两个平行宇宙，一个宇宙中的你上了一本，另外一个宇宙中的你上了二本。

平行宇宙理论给了我们一个崭新的思路来看待量子力学的随机性。也就是我们认为的量子力学的随机性不过是受制于我们的感官，我们的意识只能感受到确定的事实，这并不代表不存在多个事实。平行宇宙理论说的就是，所有可能的事实都天然存在，我们的意识所做的行为不过是去选择其中的一个事实与之耦合并感知。不确定性反而源于我们意识的确定性与多宇宙这个现实之间的不兼容性。

就目前最先进的理论弦论来看，平行宇宙的存在已经被放到了其理论的基本假设当中。根据弦论，平行宇宙的数量达到了10的500次方之多。平行宇宙之间不只是发生的事实不同，甚至物理定律也有差异。平行宇宙理论目前未被证实，也有可能永远无法被证实，但是它给了前沿物理学理论无限的遐想空间。

（摘编自严伯钧《了不起的宇宙》）

来源：加来道雄《一名物理学家的教育历程》

5 . 阅读下面的文字，完成各题。

材料一：

①我认识杨先生已经四十五年了。除了我的老师陈省身教授外，他一向是我最尊敬的科学家，他在上世纪五十年代和六十年代在统计物理和高能物理的工作都使人敬佩，影响最大的莫过于他推广Weyl的规范场的工作到非交换规范场的理论，在七十年代由欧美诸人完成的高能物理的标准模型，可以说是人类有史以来对自然界认识最深刻的理论，这个模型的建立需要用到非交换的规范场理论。

②五十年来在欧美不同地方的高能对撞机每一次得出来的重要结果，都能震撼人心，因为它显示了大自然最基本结构的一部分。每一次实验的突破，都代表着人类进一步地了解了人类历史以来最想知道的事情：天地是如何建立起来的？

③这些实验背后的基础理论都用到杨先生的学说，因此每一次突破后，我们对杨先生的学问有更进一步的景仰！所以说杨先生反对高能物理须要有更进一步的发展，使人费解！这更不是华尔街一般的商人能够理解的事情。

④记者说杨教授反对在这个科学界最基本的学问领域上继续做研究，我不敢肯定这句话的真实性。毕竟我和杨教授多有过从，却还没有亲耳听到过他反对建立对撞机的事实。所以此话只能作为存疑。

⑤但是重要科学的创作，都包含众多科学家的贡献在内，不属于某人所有，真理只有在反复的推理和实验下，才能得到大家的认同，所以古希腊哲学家说：吾爱吾师，吾更爱真理。要发掘宇宙间最基本的真理，更要有这种勇气，这种毅力，才能完成。西方国家，无论是科学家，或是政府，为了了解大自然的奥秘，都愿意无条件的付出大量的精力！一百多年来，多少智能，多少金钱，投入在一些看来没有用的基础科学上。但是这些投资却成就了今天西方国家文化的基础。

⑥今日的中国，已非吴下阿蒙，难道不需要为这个人类最崇高的理想作点贡献？难道我们只是在游戏机，在房地产，在互联网上赚点好处，就心满意足？在我记忆所及，中外古今都还没有过这样的大国！

⑦我们扪心自问，中国当今的国力，没有能力做这个对撞机吗？中国和平崛起，可以没有重要的文化意涵，没有探索宇宙奥秘的勇气吗？现在在中国反对建造对撞机的科学家们，有谁是高能物理的实验专家？为什么有深厚经验的外国专家意见变得不重要了？

⑧我和Steve Nadis的书上已经解释很清楚做对撞机对科学，对中国的重要性，希望大家用理性的态度来看这事！

（摘编自丘成桐《关于中国建设高能对撞机的几点意见并回答媒体的问题》，有删改）

材料二：

8月29日微信公众号“老顾谈几何”中有一篇文章，题目是《丘成桐：关于中国建设高能对撞机的几点意见并回答媒体的问题》，讲到他（丘）赞成中国建造超大对撞机，而我（杨）反对，他难相信。其中一段如下：

这些实验背后的基础理论都用到杨先生的学说。每一次突破后，我们对杨先生的学问更加佩服！所以说杨先生反对高能物理需要有更进一步的发展，使人费解！

丘教授的理解有误！属于偷换概念。原因如下：

（一）建造大对撞机，美国有痛苦的经验：1989年美国开始建造当时世界最大的对撞机，预算开始估计为30亿美元，后来数次增加，达到80亿美元，引起众多反对声音，以致1992年美国国会痛苦地终止了此计划，白费了约30亿美元。这项经验使大家普遍认为造大对撞机是进无底洞。

目前世界最大对撞机是CERN的LHC。2012年6000位物理学家用此对撞机发现了Higgs粒子，是粒子物理学的大贡献，验证了“标准模型”。LHC的建造前后用了许多年，建造费加上探测器费等，不少于100亿美元。高能所建议的超大对撞机预算不可能少于200亿美元。

（二）高能所倡议在中国建造超大对撞机，费用由许多国家分摊，可是其中中国的份额必极可观。今天全世界都惊叹中国GDP已跃居世界第二，可是中国仍然只是一个发展中国家，人均GDP还少于巴西、墨西哥或马来西亚，还有数亿农民与农民工，还有亟待解决的环保问题、教育问题、医药健康问题，等等。建造超大对撞机，费用奇大，对解决这些燃眉问题不利，我认为目前不宜考虑。

（三）建造超大对撞机必将大大挤压其他基础科学的经费，包括生命科学、凝聚态物理、天文物理，等等。

（四）为什么有不少高能物理学家积极赞成建造超大对撞机呢？原因如下：

A.高能物理学是二战后的一个新兴领域，此领域70年来有了辉煌的成就，验证了“标准模型”，使人类对物质世界中三种基本力量有了深入了解。可是还有两项大问题没有解决：

甲）对剩下的第四种基本力量——引力的深入了解还有基本困难。

乙）还没能了解如何统一力量与质量。

希望解决此二问题当然是所有物理学家的愿望。

B．有些高能物理学家希望用超大对撞机发现“超对称粒子”，从而为人类指出解决此二问题的方向。

但是，今天希望用超大对撞机来找到超对称粒子，只是一部分高能物理学家的猜想。多数物理学家，包括我在内，认为超对称粒子的存在只是一个猜想，没有任何实验根据，希望用超大对撞机发现此猜想中的粒子更只是猜想加猜想。

（五）70年来高能物理的大成就对人类生活有没有实在好处呢？没有。假如高能所建议的超大对撞机能实现，而且真能成功地将高能物理学更推进一大步，对人类生活有没有实在好处呢？我认为短中期内不会有，30年、50年内不会有。而且我知道绝大多数物理学家都同意我的这个说法。

（六）中国建立高能所到今天已有30多年。如何评价这30多年的成就？今天世界重要高能物理学家中，中国占有率不到百分之一二。建造超大对撞机，其设计以及建成后的运转与分析，必将由90％的非中国人来主导。如果能得到诺贝尔奖，获奖者会是中国人吗？

（七）不建超大对撞机，高能物理就完全没有前途了吗？不然。我认为至少有两个方向值得探索：A.寻找新加速器原理。B.寻找美妙的几何结构，如弦理论所研究的。这两方面的研究都不那么费钱，符合当今世界经济发展的总趋势。

（摘编自杨振宁《中国今天不宜建造超大对撞机》，有删改）

【注】丘成桐：出生于1949年，美籍华人，哈佛大学终身教授，国际知名数学家。证明了卡拉比猜想，1982年度荣获最高数学奖菲尔兹奖，是第一位获得这项被称为“数学界的诺贝尔奖”的华人，也是继陈省身后第二位获得沃尔夫数学奖的华人。

杨振宁：出生于1922年。1957年，与李政道因共同提出宇称不守恒理论而获得诺贝尔物理学奖。在粒子物理学、统计力学和凝聚态物理等领域作出了里程碑性的贡献，是世界公认的超一流科学家。

6 . 阅读下面的文字，完成下面小题。

材料一：

科技创新特别是原始创新要有创造性思辨的能力、严格求证的方法，不迷信学术权威，不盲从既有学说，敢于大胆质疑，认真实证，不断试验。原创一般来自假设和猜想，是一个不断观察、思考、假设、实验、求证、归纳的复杂过程，而不是简单的归纳。假设和猜想的创新性至关重要。爱因斯坦说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”如果选不准，即使花费很大精力，也很难做出成果。广大科技工作者要树立敢于创造的雄心壮志，敢于提出新理论、开辟新领域、探索新路径，在独创独有上下功夫。要多出高水平的原创成果，为不断丰富和发展科学体系作出贡献。科学研究特别是基础研究的出发点往往是科学家探究自然奥秘的好奇心。从实践看，凡是取得突出成就的科学家都是凭借执着的好奇心、事业心，终身探索成就事业的。有研究表明，科学家的优势不仅靠智力，更主要的是专注和勤奋，经过长期探索而在某个领域形成优势。要鼓励科技工作者专注于自己的科研事业，勤奋钻研，不慕虚荣，不计名利。要广泛宣传科技工作者勇于探索、献身科学的生动事迹。好奇心是人的天性，对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起，使他们更多了解科学知识，掌握科学方法，形成一大批具备科学家潜质的青少年群体。

（摘自习近平《在科学家座谈会上的讲话》）

材料二：

好奇心驱动是指通过教育方式推动好奇心由内驱力转化为动机驱动，激发学生不断探索。当前我国科技创新政策中关于科教融合的探索主要集中在高等教育阶段，基础教育阶段的科教融合在一定程度上被忽视。实际上，高等教育更偏向于对人类社会已经编码化的知识进行系统化传授和学术化训练，着力提升学生的理论思维和学术能力。有关研究表明，好奇心和创造性思维培养的关键在于基础教育时期的科学引导，创新型人才所必需的基本素质不能仅由高等教育提供，所以，应从基础教育时期开始加强对儿童科学好奇心的培养。

注重选拔优秀学生投身基础研究，通过实施拔尖创新人才培养计划助其成长为未来科技领军者。为解决服务国家重大战略需求的高水平人才紧缺问题，教育部在部分高校推出了“强基计划”、加强数学、物理、化学、生物等基础学科建设和拔尖人才培养，将好奇心驱动与国家需求驱动结合，吸引具有创新潜质的优秀学生成为科技人才后备力量。

在国家层面出台更多政策扶持基础研究，建立开放包容的创新生态体系。基础研究不仅需要自由空间及社会给予的宽容态度，也需要政府给予长期稳定的政策支持。基础研究与新技术是互相促进的关系，基础研究能够为新技术提供原理，新技术反过来会拓展基础研究。所以，应基于校企合作探索科教融合的人才培养模式，引导企业以适当形式加大对高校基础研究和人才培养的支持；鼓励社会以捐赠和建立基金等方式多渠道投入，扩大基础研究的资金来源；创造有利于基础研究的良好科研生态，建立健全科学评价体系、激励机制，鼓励广大科研人员解放思想、大胆创新，让科学家潜心搞研究。

（摘编自李珍《好奇心、创造性思维与科技创新》）

材料三：

好奇心会激活记忆回路，帮助大脑更好地保留新信息。一项发表于2014年的研究进行了这样的实验：研究者会询问参与者一些日常琐碎的问题，并让他们评估对答案的好奇程度。例如“披头士乐队的哪首单曲霸榜时间最长”或者“地球上唯一已知的方形树干生长在哪里”。接着参与者需要在功能性磁共振成像设备中等待14秒钟，才能获得答案。在等待期间，参与者会看一些中性、没有情绪倾向的人脸图像。这项研究发现，人们更容易记住那些激发他们好奇心的问题的答案。奇怪的是，他们也更容易回忆起和这些问题配对出现的人脸图像。大脑成像显示，在这一期间，参与者的大脑海马活动增强，而海马对构建记忆至关重要。该研究的第一作者、英国卡迪夫大学首席研究员马赛厄斯·格鲁伯将好奇心比作一个“漩涡”：它不仅会让大脑记住想知道的内容，还会吸入这一内容周围的附加信息。

凡是被孩子们询问过一连串“为什么”的成年人都知道，孩子们拥有强大的好奇心。根据基德的研究，好奇心神经回路中的基本元素，在生命早期似乎就已经存在了。基德说，对婴儿好奇心的研究表明，这些神经回路早已准备好在一生中引导他们获取知识。婴儿会最大限度地从环境中学习，似乎能意识到意料之外的事件都可能是机会。他们对信息量大的刺激有强烈偏好——人脸会比玩具卡车更有吸引力，而语言会比非人类的声音更具魅力。婴儿对任何新鲜事物都充满好奇，即使是还不会说话的婴儿都能意识到自己的知识不足。基德发现，当儿童感到不确定时，他们会继续尝试学习更多知识，并把学到的知识都储存起来。然而一旦他们觉得自己理解了这些东西，就会对其失去兴趣。在2012年一项颇具影响力的研究中，基德和同事向7～8个月大的婴儿展示了物品从盒子中弹出来的动画场景。她使用眼动追踪仪测量了婴儿的注意力被这些场景吸引的时间，发现他们更喜欢那些复杂程度中等的情景，那些不太容易预测但略带惊喜的情景效果最佳。研究者将这一现象称为“金发姑娘效应”，即人们倾向于选择“刚刚好”或适中的挑战。

（摘编自莉迪娅·登沃斯《好奇心，滚起认知的雪球》）

包括基德在内的很多研究者都对好奇心充满兴趣，他们的研究领域涉及①______、教育学和心理学等。当我们处于“睁大眼睛、充满求知欲”这种所谓的好奇状态时，②______？科学家正试图构建出整个过程，探究大脑如何关注新奇事物，如何触发海马活动而③______的。

5 . 阅读下面的文字，完成下面小题。

材料一：

新疆塔什库尔干塔吉克自治县（以下简称塔县），帕米尔高原慕士塔格峰区域一处海拔4800米的山顶上，矗立着一个直径6米的白色“圆球”。当圆顶缓缓打开，里面500毫米口径的光学天线精准指向太空，高速接收卫星传回的宝贵探测数据。

这是我国自主研制的首个业务化运行的星地激光通信地面站，开辟了我国卫星和地面信息传输的高速路！

①

中国科学院空天信息创新研究院高级工程师李亚林介绍，当前，我国卫星数据接收仅靠微波地面站。随着我国卫星技术的高速发展，卫星探测产生的数据呈几何级增长，海量数据无法及时下传的问题日益突出，严重制约了卫星数据资源的高效利用。

星地激光通信以激光为载体，信息传输速率最高可达微波通信的近千倍。“如果将频段比作道路，那么微波X频段是单车道，微波Ka频段是四车道，而激光可容纳成百甚至上千车道。”李亚林说。

据悉，欧美、日本等发达国家正加速发展星地激光通信技术，布局建设星地高速激光通信网络。我国星地激光通信技术的发展也非常迅速，一系列关键核心技术被攻克。塔县星地激光通信地面站正式建成，将进一步推进我国星地激光通信的工程化应用。

②

“星地激光通信易受多云、雨雪等天气和大气湍流影响。慕士塔格峰区域大气条件好，视宁度（大气宁静度）优，可媲美世界一流光学站址，且气候干燥少雨，全年均可开展星地激光通信任务，是极优良的站址地点。”中国科学院空天信息创新研究院高级工程师王建平说。

在高海拔无人区建设站点谈何容易！选址、测量、论证、建设，团队在帕米尔高原上累计行程30万公里；无路、无水、无电，还会有极端恶劣天气，团队忍着高反，攻克一个又一个难关。

③

“塔县星地激光通信地面站的常态化运行，将为我国下一代星地海量数据传输体系规划和新一代卫星地面站网建设打下坚实基础。”中国科学院空天信息创新研究院研究员黄鹏说。

据介绍，我国正规划论证建设国家星地激光通信地面站网，通过在我国西南、西北和东部地区建设多个星地激光通信地面站进行组网，可以进一步克服天气对星地激光通信的不利影响，大幅提高星地激光通信的可用度。

（摘编自张泉《海拔4800米！我国搭建星地通信“高速路”》）

材料二：

2024年秋，帕米尔高原，新疆塔什库尔干塔吉克自治县。

这里平均海拔超过4000米，空气稀薄，含氧量只有平原的50%左右。狂风卷着沙石，不知疲倦地抽打着这片贫瘠的土地。夜幕降临时，气温骤降至零下，天空中繁星如钻，仿佛触手可及，却又带着拒人于千里之外的冷酷。

就在这片生命禁区，一群穿着厚重冲锋衣的工程师，正围着一个巨大的白色球形罩子忙碌着。罩子里面，是一台500毫米口径的望远镜，它不是用来观测星辰的，而是用来“握手”的——与数万千米之外的卫星进行一次跨越时空的握手。这是中国科学院空天信息创新研究院自主研制的激光通信地面系统。它的建成，标志着中国首个业务化运行的星地激光通信“港口”正式开通。

项目负责人站在控制室里，双眼布满血丝，紧紧地盯着屏幕上不断跳动的数据。他的嘴唇干裂，脸上是被高原紫外线灼出的两团“高原红”。在这里，他和他的团队已经连续奋战了几个月，经历了常人难以想象的艰难困苦。

夜空中，一颗肉眼看不见的卫星正在高速划过。它承载的，不仅仅是精密的仪器，更是中国几代航天人沉甸甸的梦想。

突然，屏幕上的一条信号曲线猛地跳起，锁定的指示灯由红变绿！

“捕获成功！”

“链路建立！”

“数据开始下传！”

控制室里爆发出雷鸣般的欢呼声。工程师们拥抱在一起，有人激动得流下了眼泪。这泪水，一半是因成功的喜悦，一半是因压抑已久的艰辛。

一束看不见的光，从数万千米外的太空深处，穿越浩瀚的宇宙，精确地射入帕米尔高原上这个小小的接收器。它带来的，是海量的遥感数据，是天地一体化信息网络的未来，是一个古老民族对星辰大海的最新叩问。

这束光的背后，是中国科学家们长达半个世纪的追梦之旅。它从“东方红一号”的发射中走来，在“墨子号”的升空中淬炼，最终在帕米尔高原上绽放出刺破天穹的耀眼光芒。

这是一个关于光的故事，一个关于梦想的故事，更是一个国家在科技之路上从奋力追赶到并跑领跑的壮丽史诗。

（摘编自《那束光，刺破天穹——中国激光卫星通信的发展史》）