5 . 阅读下面的文字，完成下面小题。

大家都知道，一个物体之所以看上去是白色的，那是因为它反射所有频率的光波；反之，如果看上去是黑色的，那是因为它吸收了所有频率的光波的缘故。物理上定义的“黑体”，是理想状态下的模型物体，指的是那些可以吸收全部外来辐射的物体，比如一个空心的球体，内壁涂上吸收辐射的涂料，外壁开一个小孔。那么，因为从小孔射进球体的光线无法反射出来，这个小孔看上去就是绝对黑色的，即是我们定义的“黑体”。

19世纪末，人们开始对黑体模型的热辐射问题发生兴趣。其实，很早的时候，人们就已经注意到，对不同的物体，热和辐射频率似乎有一定的对应关联。比如金属，有过生活经验的人都知道，要是我们把一块铁放在火上加热，那么到了一定温度的时候，它会变得暗红起来（其实在这之前有不可见的红外线辐射），温度再高些，它会变得橙黄，到了极度高温的时候，如果能想办法不让它汽化了，我们可以看到铁块将呈现蓝白色。也就是说，物体的辐射能量、频率和温度之间有着一定的函数关系（在天文学里，有“红巨星”和“蓝巨星”，前者呈暗红色，温度较低，通常属于老年恒星；而后者的温度极高，是年轻恒星的典范）。问题是，物体的辐射能量和温度究竟有着怎样的函数关系呢？

最初对于黑体辐射的研究是基于经典热力学的基础之上的，而许多著名的科学家在此之前也已经做了许多准备工作。“黑体辐射”这个概念则是由伟大的基尔霍夫提出，并由斯特藩加以总结和研究的。玻尔兹曼建立了热力学理论，这是黑体辐射研究的一个强大理论武器。

维恩从经典热力学的思想出发，假设黑体辐射是由一些分子发射出来的，然后通过精密的演绎，他终于在1894年提出了他的辐射能量分布定律公式：

其中p表示能量分布的函数，λ是波长，T是绝对温度，a、b是常数。

这就是著名的维恩分布公式。很快，另一位德国物理学家帕邢在兰利的基础上对各种固体的热辐射进行了测量，结果很好地符合了维恩的公式，这使得维恩取得了初步胜利。

然而，维恩却面临着一个基本的难题：他的出发点似乎和公认的现实格格不入，换句话说，他的分子假设使得经典物理学家们十分不舒服。因为辐射是电磁波，而大家已经都知道，电磁波是一种波动。用经典粒子（粒子与波动在性质上有很大不同）的方法分析，似乎让人感到隐隐地有些不对劲，有一种南辕北辙的味道。果然，维恩的同事很快就做出了另外一个实验，他们发现当把黑体加热到1000多K的高温时，测到的短波长范围内的曲线和维恩公式符合得很好，但在长波方面，实验和理论出现了偏差。很快，另两位同事扩大了波长的测量范围，再次肯定了这个偏差，并得出结论：能量密度在长波范围内应该和绝对温度成正比，而不是维恩所预言的那样，当波长趋向无穷大时，能量密度和温度无关。

维恩定律在长波内的失效引起了英国物理学家瑞利的注意，他试图修改公式以适应p和T在高温长波下成正比这一实验结论。瑞利的做法是抛弃玻尔兹曼的分子运动假设，简单地从经典的麦克斯韦理论出发，最终他也得出了自己的公式。后来，另一位物理学家金斯计算出了公式里的常数，最后他们得到的公式形式如下：

这就是我们今天所说的瑞利—金斯公式，其中v是频率，k是玻尔兹曼常数，c是光速。这样一来，就从理论上证明了p和T在高温长波范围内成正比的实验结果。

但是，瑞利—金斯公式是一个拆东墙补西墙的典型。因为它在长波方面虽然符合了实验数据，但在短波方面的失败却是显而易见的。当波长λ趋于0，也就是频率v趋向无穷大时，我们从上面的公式可以明显地看出：能量将无限制地呈指数式增长。这样一来，黑体在它的短波，也就是高频段就将释放出无穷大的能量来！这个戏剧性的事件无疑是荒谬的，因为谁也没见过任何物体在任何温度下这样地释放能量辐射（如果真是这样的话，那么我们何必辛辛苦苦地去造什么原子弹）。显然，瑞利—金斯公式也无法给出正确的黑体辐射分布。我们在这里遇到的是一个相当微妙而尴尬的处境。

我们的手里现在有两套公式，但不幸的是，它们分别只有在短波和长波的范围内才能起作用。这的确让人们非常郁闷，就像你有两套衣服，其中的一套上装十分得体，但裤腿太长；另一套的裤子倒是合适了，但上装却小得无法穿上身。最要命的是，这两套衣服根本没办法合在一起穿，因为两个公式推导的出发点是截然不同的！

就在这个时候，普朗克决定彻底解决黑体辐射这个困扰人们多时的问题。摆在他面前的全部事实，就是我们有两个公式，分别只在一个有限的范围内起作用。但是，如果从根本上去追究那两个公式的推导，却无法发现任何问题。而我们的目的，在于找出一个普遍适用的公式来。在这个问题上，他已经苦苦研究了6年，终于有一天，他决定不再去做那些根本上的假定和推导，不管怎么样，我们先尝试着凑出一个可以满足所有波段的普适公式出来。于是，利用数学上的内插法，普朗克开始玩弄起他手上的两个公式来。要做的事情，是让维恩公式的影响在长波的范围里尽量消失，而在短波里“独家”发挥出来。普朗克尝试了几天，终于灵机一动，他无意中凑出了一个公式，看上去似乎正符合要求！在长波的时候，它表现得就像正比关系一样。而在短波的时候，它则退化为维恩公式的原始形式。这就是著名的普朗克黑体公式：

1900年10月19日，普朗克在柏林德国物理学会的会议上，把这个新鲜出炉的公式公之于众。当天晚上，他的朋友鲁本斯就仔细比较了这个公式与实验的结果。结果，让他又惊又喜的是，普朗克的公式大获全胜，在每一个波段里，这个公式给出的数据都十分精确地与实验值相符

合。第二天，鲁本斯便把这个结果通知了普朗克本人，在这个彻底的成功面前，普朗克自己都不由得一愣。他没有想到，这个完全是侥幸拼凑出来的经验公式居然有着这样强大的威力。

（摘编自曹天元《上帝掷骰子吗：量子物理史话》）

材料一

在那静静的时刻，我充满了无限的遐想。我常常给自己提一些只有小孩才问的傻乎乎的问题，比如水池中鲤鱼怎样观察它们周围的世界。我想，它们的世界一定奇妙无比！鲤鱼们的一生就在这浅浅的水池中度过。它们相信它们的“宇宙”就由阴暗的池水和睡莲构成。

（摘编自加来道雄《一名物理学家的教育历程》）

材料二

所谓创新人才，就是具有创新意识、创新精神、创新思维、创新知识、创新能力等创新素质，并具有良好的创新人格，能够通过自己的创造性劳动取得创新成果，在某一领域、某一行业、某一工作上为社会发展和人类进步做出了创新贡献的人。创新人才同理论型、应用型、技艺型等人才类型的划分不仅不是并列的，而且要求不论是哪种类型的人才皆须具有创造性，也就是说，创造性是对各类人才的共同要求。

研究发现，不同国家青少年创新力的显著差异不在水平的高低，而是在创造力不同类别上：中国学生在科学想象能力上高于英国、日本学生，但是实践能力较低；中、英、日学生在思维独特性上不存在显著差异，更突出表现在创造性人格类型的差异上。

（摘编自林崇德《青少年创新拔尖人才的特征》）

材料三

2019年5月，近1800名青年科学家从全球78个国家和地区的425个相关赛事中脱颖而出，参加由英特尔赞助的国际工程与科技大奖赛（ISEF）。

该赛事原本是美国科学与公众社团旨在鼓励中学生创新研究、培养创新人才的活动。在英特尔冠名赞助之后，其参赛范围才逐渐扩大到全球范围，成为全球规模最大的高中科学竞赛，素有全球青少年科学竞赛的“世界杯”之美誉，参赛学生人数也不断扩大到全球的数百万名中学生。

中国区ISEF参赛选手均是从“全国青少年创新科技大赛”等国内顶级赛事中脱颖而出的创新人才。截止到目前，已有超过500名中国学生的300多个项目入选决赛，并获得了300多个奖项。

（摘编自《英特尔ISEF：中国学生角逐国际大奖》）

材料四

拔尖创新人才的培养目前仍是我国教育事业的短板。钱学森之问“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才”发人深省，一个原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学；另一方面，中、小学教育灌输式的培养方式间接养成了学生被动接收的学习惯性。

培养科技创新人才，需要中学和高校密切合作。高校与中学之间应展开深度合作，在联合培养的过程中实行“双导师制”，达到中、高等教育有机衔接的目的。

研究显示，创新人才与学习成绩并不一定正相关，因此不能以成绩拔尖作为衡量标准。要制定一套科学的选拔机制，运用选拔性识别和过程性识别进行综合选拔。同时，也要妥善化解创新能力培养和高考升学之间的矛盾，为创新人才提供进一步接受高等教育的绿色通道。

（摘编自《对青少年科技创新人才培养模式的探索》）

6 . 阅读下面的文字，完成下面小题。

材料一：

一个新的理论正动摇现代物理学的基础，它迅速地用美丽优雅且具有突破性的新数学颠覆我们珍视的和过时的宇宙观。尽管关于这个理论尚存在一些未解决的问题，但我们仍能感受到物理学家们的兴奋：世界各地的顶尖物理学家都宣称——我们正在见证一种新物理学的起源。

这个理论被称为“超弦理论”。过去10年，物理学的一系列惊人突破促使超弦理论发展至高潮，它表明我们也许无限接近了统一场论：一个全面的联合宇宙中所有已知力的数学框架。

尽管物理学家在对待新思想时通常很小心，但普林斯顿大学物理学家爱德华·威滕却声称，超弦理论将在未来50年主导物理学世界。他最近说：“超弦理论是一个奇迹，一个贯穿始终的理论。”在一次物理会议上，他的言论震惊了听众，他宣称我们或许正在见证一场像量子理论诞生那样伟大的物理学革命。他继续补充：“超弦理论可能引起我们对空间和时间的新理解，是自广义相对论以来物理学最具戏剧性的理解。”

该理论的两位创造者，加州理工学院的约翰·施瓦茨和伦敦玛丽女王学院的迈克尔·格林有点武断地将其称为一种万物理论。

这种兴奋的核心是，他们认识到超弦理论可以提供一个全面的理论以解释所有已知的物理现象——从星系的运动到原子核内的动力学。该理论甚至对宇宙的起源、时间的开始、多维宇宙的存在做出了惊人的预测。

物理学家对超弦理论特别兴奋，因为它迫使我们改变对物质性质的理解。科学家们一直认为宇宙是由微小的点粒子组成的。然而，超弦理论假设，自然界最终的建筑块皆是由微小的振动弦组成。如果它是正确的，意味着所有物质中的质子和中子，从我们的身体到最远的恒星，皆由弦组成。没人见过这些弦，因为它们太小（它们大约是质子的千亿分之一）以至于我们无法观察。事实上，我们的测量设备太粗糙，看不到这些细小的弦，我们的世界似乎只能由点粒子构成。

起初，用弦代替点粒子这个概念能简单地解释粒子的多样性和自然界中由粒子交换所产生的力。后来人们发现，超弦理论既全面又优雅，它能简单解释宇宙中为何会有数十亿种不同类型的粒子和物质且具有惊人的不同特征。

超弦理论可以产生一个连贯的、包罗万象的大自然的图片，类似于用一根小提琴琴弦可“联合”所有的音乐音调和和声规则。历史上，音乐定律是经过数千年的不同乐音的反复研究而制定出的。今天，这些多样性的规则能很容易地从一张图片中推导出来，即一根弦可与不同频率共振，每一个不同频率的共振都能产生音阶中独立的音调。振动弦可产生不同的音调，更重要的是，单一振动弦的概念能解释和谐定律。

因此，小提琴琴弦的物理知识给了我们一个音乐音调的综合理论，并允许我们预测新的和声及和弦。同样，在超弦理论中，人们在自然界中发现的基本力和各种粒子其实只是振动弦的不同模式。例如，重力交互作用是由环形弦的最低振动模式引起的，此弦的较高激发可产生不同形式的物质。从超弦理论的角度看，没有任何力或粒子比其他任何力或粒子更重要。全部粒子都只是振动弦的不同振动响应。因此，超弦理论作为一个单一的框架，可以在原则上解释为何宇宙中有如此丰富的粒子且具有多样性。

对古代的问题“物质是什么”的回答变得简单——物质是由粒子组成，粒子是弦的不同的振动模式，如G调或F调。由弦产生的音乐就是物质本身。

世界物理学家对这一新理论如此兴奋的根本原因是，它似乎解决了本世纪最重要的科学问题——如何将自然的四种力结合为一个综合理论。这场巨变的中心是，认识统治我们宇宙的四种基本力实际上是由超弦控制的一个单一的统一力的不同表现形式。

（摘编自加来道雄《超弦论》，伍义生译）

材料二：

弦可以一分为二，也可以合二为一；弦可收缩亦可膨胀，也可旋转；弦的两头连接起来形成圈状称之为“闭弦”，有两个端点的弦称之为“开弦”，“开弦”连接起来形成“闭弦”，“闭弦”断开形成“开弦”，两根“闭弦”可以融合形成一根“闭弦”，一根“闭弦”也可以分裂成两根“闭弦”。这些就是“弦”的基本形态和运动。

（摘编自“宇宙奥秘”微信公众号《为什么说超弦理论可能会成为统一宇宙的理论？》）

7 . 阅读下面的文字，完成下面小题。

我们有可能预见100年后的世界吗？这是一个艰巨的任务。过去，在预测未来的时候，除了少数例外，我们总是犯明显低估未来的错误。1893年，曾有74位名人对下一个100年的生活进行了预测。后来的事实证明，他们都有一个共同的问题——全部低估了科学发展的速度。在我们这个时代里，现代物理学、化学和生物学的基础已经基本奠定了，至少在可以预见的未来，这些基本知识不会发生重大的改变；而现代的计算机科学、纳米技术、人工智能、生物技术和量子理论，也为我们的预测提供了坚实的技术基础。这使我们相信，我们可以看到100年后世界的轮廓。

但是，人们对信息时代所做的若干预测却没有成为现实。例如很多未来学家预测“无纸办公室”，然而，只要看一看任何一个办公室，你就会发现现在用纸的数量比过去任何时候都多。我们再来看一下“可视电话”，在1964年世界博览会期间，美国电话电报公司花了1亿美元去完善一种可以连接电话系统的电视屏幕，你在打电话时可以看到对方，对方也可以看到你。这个产品仅售出很少，这是一个代价昂贵的失败。另外，也有人预测，通过互联网召开会议将会使面对面的生意洽谈不再必要，人们都在家里而不是在办公室里工作，城市几乎变为一座空城；“网络旅游”兴起，人们会整天躺在沙发上，通过互联网漫游世界和欣赏景色；还有人认为传统的媒体即将消失，因特网将会吞噬剧场、收音机、电视。然而，实际发生的事情并非如此。尽管在因特网上进行视频对话很容易，但是绝大多数的人并不愿意上镜头，城市的交通堵塞比以往任何时候都糟；去外国旅游的人数打破了纪录；因特网改变了整个媒体的面貌，但是并没有消除电视、无线电广播和剧场的作用。

为什么这些预测不能成为现实呢？我猜测大部分人拒绝这些高级的方式是因为我所说的洞穴人原理。遗传和化石证据说明，看起来很像我们的现代人是10多万年前从非洲起源的，但是我们没有证据说明，与那时相比，我们的大脑和个性已经有了很大的变化。如果你拿出一个那个时期的人，在解剖学上他和我们是相同的；如果你给他洗个澡、再刮刮胡子，让他穿上三件套西装，然后把他放在华尔街上，他和其他人在外表上并没有任何差别。我们的需要、梦想、个性和愿望也大同小异，在10万年中恐怕也没有多大变化，我们仍然像我们的洞穴祖先那样思考问题。

我想说的是，每当现代技术和我们原始祖先的愿望发生冲突时，总是这些原始的愿望占上风。这就是洞穴人原理。

例如，洞穴人总是要提供“被杀死猎物的证据”，仅仅吹嘘一个大猎物跑掉了是不够的。一个到手的有血有肉的猎物，始终比跑掉的猎物要实惠得多。类似的，当处理文件时，我们总想保存一份打印稿。我们本能地不信任飘浮在我们计算机屏幕上的那些电子，因此会把电子邮件和报告统统打印出来，甚至在毫无必要时也这样做。这就是无纸办公室一直没有出现的原因。

同样，我们的祖先喜欢面对面地会见。这有助于加强我们与其他人的联系，了解他们内心的情感。这就是无人城市也没有出现的原因。例如，一位老板可能想要仔细地品评他的雇员，通过在线网络很难做到这一点，但是以面对面的方式，老板就能够读到这个人的身体语言，获得有价值的信息。通过近距离观察一个人，我们就能够理解他微妙的身体语言，发现他的头脑中正在想些什么，能感受到彼此之间的关系。这是因为我们的类人猿祖先，在他们能讲话之前的几千年中都是使用身体语言传达他们的思想和感情。这也能解释网络观光游览始终未能代替实地旅游的现状。看一张泰姬陵的图片是一回事，亲自实地去看它则是另一回事。其中的理由是，我们古代的祖先总是希望亲自看到某件事物或事情，而不依赖道听途说。依靠实际的身体体验而不是传言，对他们在森林中幸存下去是至关重要的。

此外，我们的祖先是打猎的人，因此，我们喜欢看别人，甚至坐在电视机前几个小时无休止地观看我们同类的表演，但是当我们感到别人在看我们的时候就会立即感到紧张。事实上，科学家已经计算出，当陌生人盯着我们看大约4秒钟，我们就会感到紧张；大约10秒钟后，我们甚至会对盯着我们看的人产生敌视。这就是为什么原来的可视电话会昙花一现。

可见，现代技术和我们原始祖先的愿望之间依然存在竞争，即坐在椅子上看电视与走出去接触我们周围的事物之间的竞争。在这个竞争中，我们两者都需要。这就是为什么在这个网络空间和虚拟现实时代畅游，我们仍然有真人演出的剧院、摇滚音乐会，纸张和实地旅游。但是，如果有人拿出一张我们喜爱的歌星的免费照片和一张他的音乐会的门票，我们会毫不犹豫地选择门票。这就是洞穴人原理：我们情愿两者兼得，但是如果要我们选择，我们会像我们的洞穴人祖先那样，选择后者。

让我们再回到因特网刚刚创立的时候，当时人们普遍相信它将演化为科学和进步的论坛，结果它很快就退化成一个让人为所欲为的地方，这是可以预料到的。在部落中快速传播信息的基本方法是传言，今天，部落传言的规模被大众媒体极度放大了，在几分之一秒的时间里就能够绕地球很多次。因此，如果你想预测将来人们之间的社会关系，只要想一想10万年前我们祖先的社会关系并将其放大10亿倍即可。

现在，让我们开始遐想下一个100年。

（摘编自加来道雄《物理学的未来》，伍义生等译）

8 . 阅读下面的文字，完成下面小题。

在大多数人的印象中，孩子们都充满了好奇心和想象力，这种印象其实只有一半是对的，好奇心的确是与生俱来的，但 ①     。想象力源自一个人直接或间接的体验、经历或体会等。人们想象的所有东西，都能在生活当中找到原型。一个人如果没有丰富的实践体验和经历，     ②      。在一个孩子还没有丰盛的阅读体验和社会实践之前，再纵有强烈的好奇心，他的想象力恐怕也只能不限于把天上的月亮想象成熟悉的蛋糕或是月饼。

扩展自己的想象力，让脑海中产生更多精妙绝伦的想法，最重要的就是增加阅历、经验和体会。当然，这可以通过读书来间接获得， ③      。大多数时候由于受到各种条件的限制，我们只能先通过读书来获得。不过也必须意识到，如陆放翁《冬夜读书示子聿》中的名句“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，读书只是走出的第一步，最终还是要和实践有机结合起来。

9 . 阅读下面的文字，完成下面小题。

a我曾想：在水底的鱼群中可能有一些鲤鱼“科学家”。它们认为，唯一真实存在的事物就是鱼儿们看得见摸得着的。水池之外看不见的世界没有科学意义。我想它们会对那些提出在睡莲之外还存在有另外一个平行世界的鱼 ① 。

有一次，水池中的睡莲在暴雨的冲刷下摇摆不定，在鲤鱼们的眼中，睡莲似乎是自己在运动，没有任何东西冲刷它们。它们为睡莲自己能够运动而困惑不解。我想，b鲤鱼“科学家们”将会聪明地杜撰某种虚构的东西C——它被称为“力”——来掩盖自己的无知。由于不能理解在看不见的水面上存在的水波，它们将得出这样一个结论：睡莲能够不被触摸而运动的原因，是因为有一种看不见的神秘力对它在起作用。它们可能给这种错觉起一个 ② 的名称（d如“超距作用”，或“没有任何接触睡莲即会运动的能力”）。

我常想，我们就像自鸣得意地在池中游动的鲤鱼，以为我们的宇宙只包含那些看得见摸得着的事物。就像鲤鱼一样，我们认为宇宙之中只包含有熟悉可见的东西。我们 ③ 地拒绝承认就在我们的宇宙跟前存在有别的平行宇宙或多维空间，而这些都超出了我们的理解力。

我常想，我们就像______地在池子中游动的鲤鱼。我们的一生就在我们自己的“池子”里度过，以为我们宇宙只包含那些看得见摸得着的事物。（     ）。我们______地拒绝承认就在我们的宇宙跟前存在有别的平行宇宙或多维空间，而这些都超出了我们的理解力。如果我们的科学家发明像力这样一些概念，那仅仅是因为他们不能用眼睛检验出充满于我们周围空间的不可看见的各种振动。一些科学家______更高维数世界的说法，则是因为他们不能在实验室里便利地验证它。

此后，我一直对存在高维世界的可能极感兴趣。如同许多孩子一样，我贪婪地阅读这样一类历险故事，讲述的是时间旅行者进入别的多维空间，摸索我们看不见的平行宇宙，在那里能使通常的物理定律很容易地不再起作用。我长大后想知道，在百慕大三角洲神秘失踪的船只是不是进入了一个空间漏洞。我对阿西莫夫的《基地》系列______，书中超空间旅行的发现导致了一个银河帝国的兴起。

2 . 阅读材料，完成各题。

材料一：

进入21世纪以来，新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起，全球科技创新呈现出新的发展态势和特征。学科交叉融合加速，新兴学科不断涌现，前沿领域不断延伸，物质结构、宇宙演化、生命起源、意识本质等基础科学领域正在或有望取得重大突破性进展。信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术广泛渗透，带动几乎所有领域发生了以绿色、智能、泛在为特征的群体性技术革命。传统意义上的基础研究、应用研究、技术开发和产业化的边界日趋模糊，科技创新链条更加灵巧，技术更新和成果转化更加快捷，产业更新换代不断加快。科技创新活动不断突破地域、组织、技术的界限，演化为创新体系的竞争，创新战略竞争在综合国力竞争中的地位日益重要。科技创新，就像撬动地球的杠杆，总能创造令人意想不到的奇迹。当代科技发展历程充分证明了这个过程。

面对科技创新发展新趋势，世界主要国家都在寻找科技创新的突破口，抢占未来经济科技发展的先机。我们不能在这场科技创新的大赛场上落伍，必须迎头赶上、奋起直追、力争超越。

（摘自习近平2014年6月9日在中国科学院、中国工程院院士大会上的讲话）

材料二：

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。

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。

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。

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）

材料三：

倒金字塔形的机体闪耀着科技的光芒，星罗棋布的排线有条不紊地输送着电流和信号，发光的芯片与远处墙上“造中国自主可控量子计算机”的标语遥相呼应，散热器嗡鸣声汇成的交响乐在一尘不染的实验室里回荡不息……这是近日，记者在合肥市本源量子计算科技有限公司（以下简称本源量子）看到的量子计算机运行场景。

“在信息时代，算力体现国力。算盘和现有计算机的算力差距，就是现有计算机和量子计算机的算力差距。”中科院量子信息重点实验室副主任郭国平对记者说， “我们在量子计算研发事业上的初心，就是造出中国人自己的量子计算机。”

今年1月6日，由本源量子公司研制的中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上线运行并向全球用户限时免费开放。

这是中国量子算力首次大规模、长时间向全球开放，标志着中国正式进入量子算力“可用”时代，也意味着中国自主超导量子计算机制造链已然“成链”。

“截至8月16日，‘本源悟空’已吸引全球范围内125个国家近1400万人次访问，成功完成超25.2万个运算任务。”研制团队负责人赵雪娇对记者说。

（摘编自2024年8月20日《人民日报 （海外版）》）

“年轻人的一个优点就是不会由于世俗的约束而畏葸不前，而这种约束对于大多数成年人而言通常似乎又很难超越。”

——加来道雄《一名物理学家的教育历程》

这引发了你怎样的联想与思考？请写一篇文章。

要求；选准角度，确定立意，明确文体，自拟标题；不要套作，不得抄袭；不得泄露个人信息；不少于800字。

我常想，我们就像自鸣得意地在池中游动的鲤鱼。——加来道雄《一个物理学家的教育历程》

别被所谓的标准答案“框”住自己，活出独一无二的自己。——《人民日报》

以上材料引发了你怎样的联想和思考？请写一篇演讲稿。

要求：选准角度，确定立意，自拟标题，注意格式；不要套作，不得抄袭；不得泄露个人信息；不少于800字。

5 . 阅读下面的文字，完成小题。

材料一：

许多人了解引力的概念是通过牛顿的万有引力定律。从传说中砸中牛顿的苹果到天上飘落的雨滴，引力无处不在；从牛顿力学到爱因斯坦相对论，数百年来科学家对引力与引力子的探索从未间断。前不久，我所在的科研团队首次观察到引力子在凝聚态物质中的“投影”。

很长时间以来，物理学家一直追求大一统理论，希望用它来解释自然界的所有物理现象。例如，牛顿提出的万有引力，统一了地球上的物体和天体的运动规律，并构建了牛顿力学，这直接催生了第一次工业革命；电动力学的研究成功地统一了电与磁的概念，催生了第二次工业革命。而今，广义相对论和量子力学在现代物理学中占据要位，分别成功地应用于宏观和微观世界。科学家们期待二者的统一能像历史上每一次重大科学突破那样，引领新一轮科技革命。

广义相对论指出引力的本质不是物体间的吸引力，而是时空弯曲的一种几何效应。这一理论解释了宇宙中的绝大多数宏观现象，并预言了引力波的存在。想象一下，重球会让紧绷的床单形成凹陷，如果你轻轻地推一个小球过去，它会朝着那个凹陷滚动。在这里，床单类似于物理学中的“度规”（用来描述时空形状的概念），而引力波就是一种源自时空度规波动的现象。近年来，随着“中国天眼”和激光干涉引力波天文台等国内外大科学装置多次观测到引力波的相关信号，广义相对论中关于引力是时空几何效应的观念已被广泛认可。

自量子力学确立以来，物理学家已经将已知的四种基本作用力中的三种——强相互作用力、弱相互作用力和电磁力——成功地统一到量子力学的理论框架内。然而，引力仍未被纳入这一框架中。科学家推测引力波在量子世界中的粒子是引力子。物理学家一直试图通过引力子这一概念，将引力融入量子力学的体系，从而实现四种基本作用力的完全统一，也即广义相对论与量子力学的统一。

宇宙中的引力子信号很难探测，难度远超引力波。有物理学家指出，即使利用与地球质量相当的理想探测器，也可能需要超过10亿年才会探测到一个来自太阳的引力子。相较于宇宙，生活中大部分可见物质都是凝聚态，通常包括固态和液态。科学家已经发现凝聚态系统存在着和宇宙中的粒子相类似的物理性质。

引力子激发的探测需要依赖双光子过程的非弹性光散射实验。这种实验对设备的要求极为苛刻且看似矛盾。一方面，实验需要在极低温度下进行，并且需要强磁场支持，一般通过稀释制冷机来实现；另一方面，实验中使用的可见光及制冷机的透光窗口辐射，容易将温度升高。此外，实验测量也对制冷机脉冲管带来的振动极为敏感，实验极具挑战性。

经过多年努力，我们自主设计并集成组装了一套基于稀释制冷技术的极低温强磁场共振非弹性偏振光散射系统。利用这一设备，实验团队近日在砷化镓半导体量子阱中成功观测到分数量子霍尔效应中的引力子激发。这标志着科学界首次在实验中观察到具有引力子特征的准粒子，首次在真实的凝聚态系统中揭示了引力子物理的量子规律，为探索量子引力物理开辟了新的途径。

（摘编自杜灵杰《引力子物理探索研究展现科学的魅力》）

材料二：

有一次，我遇到了一场暴雨。我注意到成千上万的小雨滴轰击池水的表面。池水表面变得混乱，水中的睡莲在汹涌不息的水波冲刷下摇摆不定。在躲避风雨之时，我想弄清楚周围发生的一切将会以怎样的形式呈现在鲤鱼们的眼中。在它们看来，睡莲似乎是自己在运动，没有任何东西冲刷它们。因为就像我们看不见我们周围的空气和空间一样，鲤鱼们也看不见它们赖以生存的水，它们为睡莲自己能够运动而困惑不解。

我想，鲤鱼“科学家”们将会聪明地杜撰某种虚构的东西——它被称为“力”——来掩盖自己的无知。由于不能理解在看不见的水面上存在的水波，它们将得出这样一个结论：睡莲之所以能够不被触摸而运动，是因为有一种看不见的神秘力在对它起作用。它们可能给这种错觉起一个高深莫测的名称（如“超距作用”，或“没有任何接触下睡莲即会运动的能力”）。

我常想，我们就像自鸣得意地在池中游动的鲤鱼。我们的一生就在我们自己的“池子”里度过，以为我们宇宙只包含那些看得见摸得着的事物。就像鲤鱼一样，我们认为宇宙之中只包含有熟悉可见的东西。我们自以为是地拒绝承认就在我们的宇宙跟前存在有别的平行宇宙或多维空间，而这些都超出了我们的理解力。如果我们的科学家发明像力这样一些概念，那仅仅是因为他们不能用眼检验出充满于我们周围空间的无法看见的各种振动。一些科学家鄙视更高维数世界的说法，是因为他们不能在实验室里便利地验证它。

（摘编自加来道雄《一名物理学家的教育历程》）