材料一
①“超级计算机”一词并无明确定义,其含义随计算机业界的发展而发生变化。早期的控制数据公司机器可达十倍速于竞争对手,但仍然是比较原始的标量处理器。到了20世纪70年代,大部分超级计算机就已经是向量处理器了。20世纪80年代初期,业界开始转向大规模并行运算系统,这时的超级计算机由成千上万的普通处理器所组成。20世纪80年代中叶,将适量的矢量处理器(一般由8个到16个不等)联合起来进行并行计算成为通用的方法。20世纪90年代以后到21世纪初,超级计算机则主要由基于精简指令集的处理器互联进行并行计算而实行。
②现在的超级计算机是指计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的那一类电脑。由大量的计算节点组成,每个计算节点由一些CPU(中央处理器)组成,计算节点由高速互联网络连接起来。除此之外,整个系统还包括大规模存储系统、系统软件、应用软件和冷却系统等,是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。一个国家的高性能的超级计算机,直接关系到国际民生、关系到国家的安全。几乎在国计民生的所有领域中,超级计算机都起到了举足轻重的关键作用。
③超级计算机利用其强大的数据处理能力,帮助人们改变了解自然世界的方式,为社会提供巨大的利益。它模拟大气、气候和海洋,可以用来精准预测地震和海啸;可以快速完成复杂的气象分析,处理全球气象卫星数据,预知全球气象。利用超级计算机强大的计算密度,在生产领域,尤其是事故发生率较高的高危行业(如地下采煤、高空作业、爆破工作和石油勘探等),以超级计算机代替人工进行作业,进行数据处理和分析,既保障安全又节省人力资源。
④随着大数据、移动互联网、人工智能的迅猛发展,超级计算机被更广泛地应用到新的行业和领域,如人工智能、深度学习、生物医药、基因工程、金融分析等。人类基因组测序过程中产生的海量数据处理就离不开超级计算机。在医学领域,也利用超级计算机来模拟人体各个器官的工作机理及人体内各种生化反应等。开发一种新的药品,通常需要从研制和试验的很多步骤,一般需要大约15年的时间,而利用超级计算机则可以对药物研制、治疗效果和不良反应等进行模拟试验,从而将新药的研发周期缩短3—5年且可显著降低研发成本。
⑤除此之外,超级计算机还可以应用到社会管理中,国家和政府可以针对本地存在的恐怖主义活动,对大量人口的行为进行模拟。通过这种模拟试验,对可能出现的污染和灾难进行监控和预防,并针对恐怖主义及犯罪活动,采取更完备的应对措施,以此最大程度地保障居民人身与财产安全,减少国家经济损失。
材料二
①我国真正开始发展超算是在2010年前后,虽然起步较晚,但发展速度极为迅速。我国超算的研发最初是吸收外国技术,之后逐步产生自身的技术。在超级计算机界,每隔一段时间就要筛选出全球计算能力最强的500台超算,发布到一个被称为TOP500的排行榜中。2001年前,TOP500中没有一台中国超算,但是从2013年开始,我国的“天河二号”及“神威·太湖之光”超级计算机便连续5年夺得世界超算桂冠。直到2018年,美国的Summit(顶点)超级计算机才再次从中国手里夺回世界第一。
②新出炉的榜单凸显出中国建造超级计算机的速度远超美国。全球超级计算机TOP500榜单上,来自中国内地超算的制造厂商已经从2015年6月的7.4%的份额提升至2019年11月的45.6%,逐渐和美国并驾齐驱。2020—2021年6月榜单中,尽管数量及占比有所下滑,中国依然为全球拥有最多超级计算机的国家。截至2021年6月,全球超算500强中,中国拥有206台,美国只有124台,中国成为最高产的超级计算机制造国,制造速度超越了美国。虽然中国超算数量超过美国,但是在算力之和上,美国还略微超过中国。
③为加快布局下一代超算,我国将E级超算写入了“十三五”规划。2018年7月22日,我国“天河三号”成为全球首个通过课题验收的E级超算的原型机;8月5日,“神威”E级超算原型机成为全球第二个成功完成技术研发的E级计算机。“天河三号”和“神威”E级超算完工后,其运算速度预计将超过百亿亿次。
④在传统的超算领域取得巨大收获的同时,我国已逐步在战略规划上倾向量子计算机,后者的运算能力是现有的超算无法比拟的。由中科院院士潘建伟领衔的研究团队在光量子领域一直处于国际领先地位。2017年,该团队构建了世界首台操控10个光量子的原型机。2019年,团队进一步实现了20个光量子的“高斯玻色取样”计算,逼近了“量子计算优越性①”。2020年,团队成功构建了76个光量子的原型机“九章”,“高斯玻色取样”的计算速度比世界最快的超级计算机快一百万亿倍。2021年,团队通过一系列创新,构建了113个光量子的原型机“九章二号”,“高斯玻色取样”的计算速度又有巨幅提升,并实现了相位可编程功能。
⑤当前我国超算更为重要长远的任务,应该是在以应用为导向的前提下,开展整条生态链和产业链的建设。单纯从超算而言,无论是硬件系统还是部分领域的软件应用,中国都已有与美日比肩的突破性成果。但要对超算背后的诸多产业都能形成一个正面的反馈,还需较长时间。例如,基于超算的天气及气候预测、工业设计和仿真、新材料的制备、新药研发等,任何一个行业与超算硬件及软件的融合,都将促成巨大的产业提升。
注释:①“量子计算优越性”,指的是作为新生事物的量子计算机,在某个问题上的计算速度超过最强的传统计算机。
1.根据材料一,下列对“超级计算机”的理解,A.超级计算机和普通计算机运用的是相同的基本运算原理。 |
B.超级计算机的优点体现在功能、运算速度、存储容量上。 |
C.超级计算机普遍采用矢量处理器互联进行并行计算。 |
D.超级计算机实际上并不是一台电脑而是一套运行系统。 |
A.超级计算机超强的计算密度,可以代替人工作业,提高效率。 |
B.超算所拥有的强大数据处理能力,能够精准预测地震和海啸。 |
C.如果没有超级计算机,人类很难完成人类基因组的测序工程。 |
D.利用超级计算机模拟试验,可以监控并预防可能出现的灾害。 |
A.起步较晚,但发展速度快。 | B.研制能力强,属国际一流。 |
C.运算性能强,速度超百亿亿。 | D.布局研发已升至国家战略。 |
A.中国未来的超算将会更多地依靠本国科技研发的力量。 |
B.中国未来超算的制造速度和性能将远超世界其他各国。 |
C.中国量子计算机,实现了世界首次“量子计算优越性”。 |
D.中国未来将不再发展超算,而是主攻量子计算机领域。 |
相似题推荐
材料一:
中国高度重视应对气候变化。作为世界上最大的发展中国家,中国克服自身经济、社会等方面困难,实施一系列应对气候变化战略、措施和行动,参与全球气候治理,应对气候变化取得了积极成效。
中共十八大以来,在习近平生态文明思想指引下,中国贯彻新发展理念,将应对气候变化摆在国家治理更加突出的位置,不断提高碳排放强度削减幅度,不断强化自主贡献目标,以最大努力提高应对气候变化力度,推动经济社会发展全面绿色转型,建设人与自然和谐共生的现代化。2020年9月22日,中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣示:中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。中国正在为实现这一目标而付诸行动。
(摘自国务院新闻办公室《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书)
材料二:
“碳达峰”是指在一个时间点,碳的排放不再增长,达到峰值,之后再慢慢减下去。
“碳中和”则是指企业、团体或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳排放总量,通过二氧化碳去除手段,如植树造林、节能减排、产业调整等,抵消这部分碳排放,实现正负抵消,达到“净零排放”的目的。这其中的碳主要是指二氧化碳,广义上是指所有的温室气体。
(摘自刘彦《究竟什么是碳达峰和碳中和》)
材料三:
“碳中和”的计划符合中国的核心国家利益。
首先,碳减排对中国的国家安全有利。2020年,中国石油对外依存度为73%,天然气对外依存度为43%,如果某一天因为战乱或者其他原因,马六甲海峡进口路线不畅,中国的能源供应和经济发展会大受影响。但如果中国的能源结构主体从碳基能源变成光伏和风能,那么马六甲海峡就不再是被控制的咽喉要道。所以控制碳排放、增加新能源在能源结构中的比重,从长期来讲,是国家安全战略上非常重要的考量,是维护中国国家利益的重要措施。
其次,中国在新能源领域的产业发展和技术发展都是全球领先的状态。2019年,中国光伏产业中的硅片、电池片和组件的产量分别占全球总产量的91%、79%和71%;风电整机制造占全球总产量的41%。如果全球都减排去碳的话,中国从商业上、产业上都能获得非常巨大的机会。减碳可以帮助中国在能源、汽车等领域做到弯道超车,实现产业竞争力上的跨越。
(摘编自刘劲等《为什么中国一定要搞碳中和?如何解决碳中和的经济问题》)
材料四:
目前,北京市万元产值能耗已由2005年0.872吨标准煤下降到2019年的0.230吨标准煤,高于美国水平,达到日本等低能耗国家的水平,提高能效的空间较小,今后重点任务是调整能源消费结构。未来,我国实现碳中和将高度依赖氢能等新能源技术的重大突破,北京科技实力雄厚,理应引领我国未来新能源技术变革。能源结构调整可以重点关注氢能源,争取突破低成本化石能源制氢、海水制氢、可再生能源制氢等制约氢能发展的关键技术,通过低成本氢能技术应用,提前实现区域碳中和,并为全国实现碳中和提供创新方案。
(摘自新京报《“十四五”规划目标下,北京如何实现碳中和》)
1.下列对材料相关内容的理解和分析,不正确的一项是( )A.中国制定“碳中和”计划,既是推动经济社会发展全面绿色转型,也是在向世界表明中国的决心。 |
B.“碳中和”主要是针对温室气体排放中的二氧化碳排放,通过措施减少二氧化碳排放量,最终实现“净零排放”。 |
C.中国在新能源领域相较发达国家具有一定优势,减碳可以帮助中国在该领域实现弯道超车和提升产业竞争力。 |
D.北京在降低能耗方面的空间不大,未来应重点关注如何调整能源消费结构,比如氢能等新能源技术的开发。 |
A.减少碳排放是渐进的,2030年之前中国不用减排,2030年后中国需要逐渐减少碳排放。 |
B.碳减排对中国具有战略意义,改变能源结构主体可使能源供应和经济发展不再受限制。 |
C.我国在制造氢能关键技术方面有待突破,一旦掌握核心技术,有望提前实现区域碳中和。 |
D.实现“碳中和”需要企业、团体和个人都参与,这既考验国家智慧,也考验国民素养。 |
材料一
朴素美在绘画中显现出独特的风格。
中国画的布局在空间处理上是十分灵活的。中国山水画的天和水往往不着颜色,画面上常常留有一块空白,虚实相生,使人产生仍然有水有天之感。人物画、花鸟画也不画背景而留出空白,观画人也并不因此而产生没有背景的感觉。中国画的这种画法能使所画的对象鲜明突出,把所画对象的本质特征、形象神韵真实地表现出来,画面的空白给人一种“朴素”的美感。中国画的这种以空白表现所画内容的作法,是朴素美的表现形式之一。如唐代山水画家王维的画作《江干雪霁图》,以水墨的浓淡渲染山水,形成了朴素淡远、韵味高清的风格。
我国绘画艺术中表现朴素美的另一种特殊方法是对墨的运用。墨在中国画中占有十分重要的地位。因为在中国画的画家眼里,墨即是色,绘画要通过墨色的深浅、浓淡使人产生不同色彩的感觉。不管自然界的彩色如何绚烂斑驳,我们的国画家们,特别是文人画派,总是用单一的颜色——墨来表现大自然中的一切。例如中国画的墨竹,通体只是墨色,却能令人产生绿竹挺拔、栩栩如生的感觉,形象表达出异常强烈的个性,笔墨情趣浓烈,生动多姿,朴素洒脱,《墨竹图》为其典型代表。此外,中国画中也有以墨为主,适当运用别的颜色,如画花卉,花朵用红色,而枝叶则用墨来画。花朵突出,整个画面也十分淡雅。
中国画对墨的运用,是朴素美的重要体现。这种画法是以东晋顾恺之所提出的“以形写神”的美学理论为基础的。所谓“神”指的是精神状态,如荀子在《荀子·天论》中所云“形具而神生”。画家不论画人物、山水,还是画花卉、翎毛,都要鲜明地把对象的本质特征、精神状态表现出来,让它的生动形象跃然纸上,这就是写神。按照中国画的理论,神是物的命脉,没有神的形是死的形;反之,离开了形也就没有神,神是依靠形来表现的,形神达到统一。画家在艺术上所苦苦追求的,就是要突破形似,达到神似。他们在作画时,首先要对所画的对象十分熟悉,然后紧紧抓住对象特征,因而能使画上的景物生意盎然,气韵生动,收到“以形写神,形神兼备”的艺术效果。
中国画重视笔墨,善于利用空白,“计白当黑”,以显现画面上的精华部分,使所画的主要部分突出,从而产生审美趣味。这好比站在齐白石画的虾、吴作人画的金鱼的画幅前,自己并不觉得是在看画,而是观赏真虾真鱼在水中游动。这时观赏者的灵魂已为画上传神的美的形象勾引到真实的意境中去了。这也正是中国画的绝妙之处以及朴素美的魅力所在。
材料二
我国戏曲也有“朴素美”的因素。我国古代是以娴熟温婉、举止端庄、容貌姣好、言谈朴质作为女性美的标准。在戏曲舞台上,表演这种女性美的是旦行中的青衣。对青衣的造型则有一套独特的规定,而其服饰则是非常朴素的。一般是用青色的褶子或颜色素雅的花帔来装扮,脸上的脂粉、头上的簪环也十分淡雅简单。在我国古代戏曲家的眼里,只有这种朴素的装扮才能表现出最高标准的女性美。
我国戏曲艺术重视朴素美的另一方面则是不追求舞台道具的豪华,而是采用朴素的虚拟程式。所谓虚拟,就是把生活的细节通过演员的模拟动作表演出来,它是我国戏曲舞台独特的造型艺术,也是戏曲理论的重大成就。在中国古代戏曲理论家看来,艺术来源于生活,在舞台上,生活则是通过艺术来表现。______,______,______。基于这种理论,在戏曲舞台上通常是没有布景和道具的,很多戏剧情节是依靠演员的动作或极简单的物件来表现。如以手势表现门窗的存在,用鞭子代表马、牛等等。由于不用布景,舞台上的狭小空间可以表现无限丰富的内容。孙悟空一个筋斗十万八千里,就是在小小的舞台上展现的。另如以桌代表高山,以摆动船桨表示行船,以鼓声更点表现时间的流逝,以灯烛象征黑夜的来临等等,无不是用虚拟的程式反映真实。这种以实生虚、以虚代实就构成了舞台设计、表演方式上的朴素之美。戏曲表演艺术家正是用这种虚拟的程式来丰富戏曲的主题,创造美,加深戏曲的感人力量。
另外,戏曲艺术还通过严格的戏曲语言表现朴素美。戏曲语言必须是朴素的、生动的、明快的、简练的,它要求和人物的性格、身份高度的统一。曹禺认为好的戏剧语言是朴素的、自然的。俄国剧作家契诃夫早期剧作《海鸥》,以朴实无华的语言表现了新的内容。茅盾创作的唯一剧作《清明前后》,内容丰富而深刻,语言简洁而朴素。作家、戏曲家们提倡戏曲语言必须简练朴素,并不是从形式出发,而是要求戏曲语言要能真实地、生动地把人物的性格、精神气质表现出来。明代的王骥德《曲律》要求戏曲作家写人物应该“以自己肾肠代他人之口吻”,“我设以身处其地,模写其似”,强调语言不要浮游于人物之外,反对雕琢藻饰,这对今天的戏剧创作仍然不失其现实指导意义。
1.下面A.齐白石接到老舍送来的诗句“蛙声十里出山泉”,用画表现其意境:在一远山的映衬下,从山涧的乱石中泻出一道急流,六只蝌蚪在急流中摇曳着小尾巴顺流而下。 |
B.宋徽宗出考试题:《深山藏古寺》。一个考生作画:苍郁的群山,中间露出半截屋顶,一条羊肠小道蜿蜒曲折,直通到山下水涧边,有个老和尚正在担水。 |
C.《挥扇仕女图》描绘了众多妃嫔和宫女形象。画面色彩丰富,冷暖色调相互映衬,显现出人物肌肤的细嫩和衣料的华贵;衣纹线条圆润秀劲,勾画出了人物的种种体态。 |
D.《寒江独钓图》画面:扁舟一叶,一渔翁持竿独钓其上,除了两三道微波外,别无他物。画面大片留白,既是水,也是天;空旷渺茫,水天一色,无边无际。 |
3.下面填入“材料二”第二段横线处的句子最恰当的一项是
A.生活是实,艺术是虚,艺术创作是由实生虚的过程 |
B.艺术是虚,生活是实,艺术创作是由虚到实的过程 |
C.生活是实,艺术是虚,艺术创作是由虚生实的过程 |
D.艺术是虚,生活是实,艺术创作是以实代虚的过程 |
【链接材料】
《窦娥冤》第三折(鲍老儿)……(正旦唱)婆婆也,再也不要啼啼哭哭,烦烦恼恼,怨气冲天。这都是我做窦娥的没时没运,不明不暗,负屈衔冤。(刽子做喝科,云)兀那婆子靠后,时辰到了也。(正旦跪科)(刽子开枷科)(正旦云)窦娥告监斩大人,有一事肯依窦娥,便死而无怨。(监斩官云)你有甚么事?你说。(正旦云)要一领净席,等我窦娥站立;又要丈二白练,挂在旗枪上:若是我窦娥委实冤枉,刀过处头落,一腔热血休半点儿沾在地下,都飞在白练上者。(监斩官云)这个就依你,打甚么不紧。(刽子做取席站科,又取白练挂旗上科)
材料一
“蛟龙”号再一次展示了探索深海的本领。2014年7月27日,“蛟龙”号完成了本航次计划的第八次下潜任务,获取了丰富的海底岩石、生物等样本,拍摄了高质量海底视频,为我们了解深海拿到了一手资料。但一个“蛟龙”号,不能改变我国海洋调查装备严重落后的现实。
海洋调查船的整体水平直接体现了一个国家海上综合调查能力。目前,我国用于深海大洋科考的船只加起来不足10艘,且多数还是上了年纪的老船。“蛟龙”号母船“向阳红09”船,就是一条船龄达36年的老船,现今已是超期服役。
事实上,从常用的调查仪器到尖端的勘察系统,我国海洋调查装备很多都依赖进口。即便是备受瞩目的“蛟龙”号,它的相当一部分关键设备也是从国际市场采购的。海洋科学是一门实验性很强的科学,落后的调查工具决定了我们不可能取得领先的成果。“蛟龙”号载人下潜到7062米,创造了载人潜水的世界纪录,但不可否认,利用潜水器探索深海,我们才刚起步。难怪中国大洋矿产资源研究开发协会办公室主任、航次现场总指挥刘峰感慨:海洋装备,我们与别人差得不是一点点!
航次现场指挥部多位专家指出,海洋装备落后的现状,表面上看是我国材料和工艺等基础研究的不足,但更深层次上则反映了我国海洋装备运行管理机制的弊端。长久以来,我国海洋装备不重视产业化应用,从研发到应用,环节缺失、权属分散,应用工作难以推动。比如,上世纪90年代,我国曾研制出6000米的水下无人自治机器人,但设备一经验收就无人问津。像此类样机研制成功后就被束之高阁的例子,并不少见。
此外,由于不注重产业应用,导致设备研发用户体验不佳。其实,我国在一些海洋装备研发上实力并不弱,研制的单个设备性能也不错,但人机界面不好,与市场需求结合不紧密。
当然,提升海洋装备水平也不能盲目。全球化时代,所有设备都自己生产,既不现实,也不经济。一种比较好的局面或许是“你中有我,我中有你”。航次多位专家表示,要支撑海洋科学发展,掌握核心海洋技术和尖端设备的自主权,不受制于人,其中很关键的一点,就是发展、升级以载人深潜为代表的深海运载技术。
去年“蛟龙”号已转入试验性应用,未来还要开展业务化运行,这为我国重大海洋装备从研发走向应用提供了成功样本。但光有一个“蛟龙”号还远远不够,我国还要力争实现载人潜水器的系列化,开展不同深度潜水器的研发,最大限度发挥它在不同深度海域的使用效率。这些都依赖于一个良好的海洋装备研发环境和深海装备技术体系。要实现这一目标,途径之一就是要调动工程技术人员的积极性,加强海洋装备研发的技术力量。专家表示,在国际上著名的海洋研究机构,通常大约30%以上是技术研发人员,而我国的占比还不到10%。看来,提升海洋装备水平,抢占深海科学制高点,仍任重道远。
(选自《人民日报》2014,有删改)
1.根据“材料一”,下列对我国海洋调查装备严重落后的现实的描述,不正确的一项是( )
A.深海大洋科考的船只数量少 | B.不少科考船超期服役 |
C.装备很多都依赖进口 | D.利用潜水器探索深海刚起步 |
A.加强材料和工艺等基础研究 | B.实现设备的国有化 |
C.发展、升级深海运载技术 | D.重视海洋装备的产业化应用 |
材料二
“透明海洋”是指针对特定海区,实时或准实时地获取和评估不同空间尺度海洋环境信息,研究其多尺度变化及其气候资源效应机理,并以此为基础,预测未来特定一段时间内海洋环境、气候及资源的时空变化,使其成为“透明海洋”。
海洋观测非常复杂而且昂贵,在一定的程度上体现了一个国家的经济实力。目前,国际上正在酝酿第二轮Argo(海洋观测浮标)计划,向2000米以下的深海沿拓。作为一个负责任的大国,在新一轮深海Argo观测大计划中,我们应该怎么办?这不仅是挑战,更是一次难得的机遇,是我国深海大洋研究实现跨越式发展,抢占制高点的契机。把2000米以下的深海大洋变成“透明”,揭开深海大洋的神秘面纱,让我们对深海环境、深部生物圈、资源等有很好的认知和把握。
在相当长的一段时间,西北太平洋关系到我们国家的海洋核心利益。但是这么多年过去了,这个地区的海洋观测系统一直没有建立起来。作为一个有担当的大国,我们应当为全球的海洋可持续发展作出应有的贡献。热带太平洋锚定浮标阵列可以实时把海洋表层和次表层温度、风速等测出来,并通过卫星传到地面,这为ENSO(厄尔尼诺——南方涛动)预报提供了极为重要的资料。但现在,由于缺乏资金维护,有几乎一半的浮标不能工作,西太暖池区的浮标原来由日本布放和维护,但现在由于经费原因,也面临困境。
如今的海洋观测,实际上不单单是简单的传统仪器,更需要海洋新技术的革命。上半年习近平总书记在两院院士大会上,讲创新驱动发展的时候提到了“机器人技术”以及“大数据技术”,这两样技术对实现“透明海洋”尤为重要。
与观测同样重要的是预测。马航MH370飞机失踪后,全世界都希望能找到残骸,这可以通过粒子追踪技术,反推失事海区。法航447的搜寻就是一个很好的例子。20世纪全球最快的计算机是日本的“地球模拟器”,是当时的日本政府根据气候学家的意见投资建造的,再后来就是欧洲的“活的地球模拟器”,美国的“蓝基因”计算机,目前全球最快的计算机“天河二号”在中国天津。这些全球最快的计算机很重要的一个用途是用来模拟和预测地球气候系统的变化,而海洋作为地球气候系统的重要组成部分,其模拟和预测需要这些超级计算机的支撑。“透明海洋”的实现离不开超大规模计算机的支撑。
(选自《光明日报》2015,有删改)
A.蛟龙:“蛟”读“jiāo”。 |
B.载人深潜、运载:两个“载”都读“zǎi”。 |
C.无人问津:“津”是“渡口”的意思。 |
D.任重道远:出自《论语》“士不可以不弘毅,任重而道远”。 |
A.第二轮Argo计划 | B.机器人技术 |
C.大数据技术 | D.超大规模计算机 |
A.其中很关键的一点,就是发展、升级以载人深潜为代表的深海运载技术(“发展、升级”应改为“升级、发展”)。 |
B.在国际上著名的海洋研究机构,通常大约30%以上是技术研发人员(“大约”应删去)。 |
C.实时或准实时地获取和评估不同空间尺度海洋环境信息(准:表示程度上虽不完全够,但可以作为某类事物看待的)。 |
D.这些全球最快的计算机很重要的一个用途是用来模拟和预测地球气候系统的变化(“用来”应删去)。 |
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)
1.下列对材料相关内容的理解和分析,正确的一项是( )A.寒武纪初期无脊椎动物的主要门类以及个别脊椎动物,在世界各地几乎不约而同地突然出现,充分证实了“生命大爆发”的存在。 |
B.达尔文认为,寒武纪初期世界各地突然爆发出众多无脊椎动物,是生物逐步进化的结果,人们感到突然,只是因为缺乏有关证据。 |
C.“间断平衡论”认为生物演化的过程是突进与渐进交替的间断平衡图形,而非达尔文强调的连续渐进的线性进化图形。 |
D.所谓“跃迁式”变化,并不只是说这个变化有多么大,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。 |
A.在没有地质间断的层序中发生的生物界的突进、跃变所留下来的化石记录完全颠覆了科学进化论,使“间断平衡论”得到比较合理地证明。 |
B.基本找不到达尔文所说的“中间型过渡生物”,证明生命演化过程不是缓慢变异积累的过程,新种的形成是由基因突变或地理隔离形成。 |
C.用真正纯种繁育的大麦品系播种后得到的麦芒平均长度的统计曲线,跟第一条曲线完全一样,证明这些细微的、连续的变异不是遗传的。 |
D.物种发生突变的比例虽然很低,但也需要用遗传物质中的某些变化来说明它,因为突变同未变的特性一样,也是丝毫不爽地遗传下去的。 |
A.由于地球上的生存空间有限,不可能允许所有种群都扩大规模,其结果就是优势类型在竞争中打败了较不占优势的类型。 |
B.在英国工业革命前,某种飞蛾的颜色呈灰白色;工业革命以后,空气污染,树皮由白变黑,飞蛾的颜色也跟着变成黑色了。 |
C.新的改良变种必将取代旧的少有改良的中间变种,并使其绝灭,这样物种在很大程度上就成为界限分明的自然群体了。 |
D.几乎所有的现生动物的门类和已灭绝的生物,都突然出现在寒武纪地层,而更古老的地层中却没有其祖先的化石被发现。 |
5.请简要梳理材料二的行文脉络。
材料一:
伴随深海探测技术的发展,人类深入认识深海的时代正在来临。500年前达·芬奇设计潜水服、150年前凡尔纳写《海底两万里》,当时的科学幻想如今正在成为现实。
从科学角度看,探索深海能够帮助人类深入了解海洋的奥秘、地球的奥秘。海底是距离地球内部最近的地方:大陆地壳平均35公里厚,大洋地壳则为7公里。揭示板块运动的规律、窥探地球内部的真相,也要到深海底部进行探索。从经济角度看,深海蕴藏着丰富的矿产、油气和生物资源。海底有待开发的资源非常丰富,现在还只是起步阶段。比如海底的微生物新陈代谢极其缓慢,生殖周期在千年以上,但人类尚不知如何利用其“长寿基因”;太平洋一片深海黏土所含的稀土元素可供人类使用几十年,但开采利用技术尚待研发。
明代《天工开物》中就有关于潜水的记载:屏住一口气潜入海底“没水采珠”。但是海水每加深10米就增加一个大气压,深海下潜只能在某种容器里进行。
我国深海科技起步较晚但发展迅速。2012年,“蛟龙”号载人深潜器下潜至7062米,创世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录。2017年,4500米型的“深海勇士”号载人深潜器正式投入使用,国产自主率超过95%。目前,万米级全水深的载人深潜器已经处于试验阶段,我国正迈向国际深潜设施制造前列。正是通过载人深潜,我国在南海发现了海山上成片的多金属结核、古热液区和冷水珊瑚林,在西南印度洋勘查了金属硫化物矿点。
随着自动化和人工智能的发展,探索深海也可以不用人类亲身下潜。我国70年代末开始研制非载人深潜器,进展迅速,“海马”号4500米级遥控潜水器、“潜龙”号无人无缆自主潜水器、“海龙”号无人有缆潜水器等,正在壮大着我国深潜器的阵营。
大洋钻探由于技术要求高、经费投入大,必须依靠国际合作。我国是大洋钻探的新兵,1998年方才参加,但在1999年就成功实施了南海第一次大洋钻探,探索季风气候演变的历史。2014至2018年间,我国又接连完成三个半钻探航次,揭示了南海海盆张裂、海底扩张的历史,使南海成为深部过程研究程度最高的边缘海。重要的是,所有这些航次都是在中国科学家提议、设计和共同主持下实施的。
海底观测网相当于在海底建立“气象站”和“实验室”,极大提升海洋观测能力,标志着新一代海洋科学的建立。从应用上讲,海底观测网是预警地震海啸最为有效的手段。世界上85%的火山在海底,布设海底装置能够实时监测火山爆发,将来或能对海底火山爆发作“现场直播”。
我国从2005年起开始推进海底观测网的建设,2009年建设近岸的实验观测站。此后,又在南海北部进行了大量深水海流和沉积过程的长期观测。2017年,我国国家海底科学观测网正式被批复建立,将在我国东海和南海分别建立海底科学观测系统,从海底向海面进行全天候、实时和高分辨率的多界面立体综合观测。
近10年来,建设中的海底科学观测网除了光缆联网的设备外,还有着大量无线联网的活动观测平台,包括自主水下航行器、水下滑翔机、海底爬行车等。
由于深海开发尚处起步阶段,在取得成功的同时,也时有灾难发生。2010年,墨西哥湾一口创纪录的深水油井打开了大油田,但是钻井平台爆炸导致在接下来的5个月里,50万立方米的原油漏入墨西哥湾,造成史上最严重的海上事故。进入深海不仅要防止灾害,还要关注环境保护。深海的特点在于连通性强,而且有大量的“慢过程”,深水珊瑚上千年才长一株,多金属结核百万年才长几厘米。污染物质的排放或者生态环境的破坏,后果要比在陆地严重得多。开发深海,大量技术上的新挑战还在前面。
(摘编自汪品先《探索海洋深处的奥秘》)
材料二:
海洋经济发展前途无量,举目向大海更深处,深蓝色的远方蕴藏着无数机遇。如何抢占深海新疆域,加快深远海开发利用?中集、杰瑞、蓬莱巨涛等大型海工装备企业,通过海洋经济创新发展示范等重大专项支持,围绕海洋观测监测和海洋工程装备,实施了46个成果转化和产业化项目,开发出海洋激光雷达探测系统、200m水深水下湿法半自动焊接电源、SF-25海洋石油勘探水听器等系列产品。中集来福士集成多项高端技术建造的蓝鲸1号实现了中国首次海域天然气水合物试采,是目前全球作业水深、钻井深度最深的半潜式钻井平台。
发挥国家深海基地重大深海装备集中运行管理的优势,打造深海运载探测共享作业平台。国内首座深远海智能化坐底式网箱“长鲸一号”日前交付。万泽丰“深蓝1号”建成下水正式投产,实现了大型离岸智能养殖装备零的突破。以海洋新材料、海工装备、现代渔业等海洋优势和潜力产业的龙头企业为主体,打通制约企业发展的技术瓶颈,在产品质量、生产成本、服务水平、产业规模、标准体系等方面形成新的竞争优势。
(摘编自杜亚慧《打造深海运载探测共享作业平台》)
1.下列对材料相关内容的理解和分析,正确的一项是( )A.《天工开物》中有屏住一口气潜入海底“没水采珠”的记载,《海底两万里》也有深海潜水的描述,这两本书都属于科幻著作。 |
B.深海潜水技术日新月异,探测发现矿产、油气和生物资源非常丰富,但现在尚还处于起步阶段,开采技术领域都有待研发。 |
C.我国深潜设施制造起步晚发展快,目前正迈向国际前列,载人深潜器不断创世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录。 |
D.借助国际合作,我国对边缘海南海的大洋钻探硕果累累,先后探索研究了季风气候演变,海盆张裂、海底扩张的历史。 |
A.海底微生物的生殖周期在千年以上,新陈代谢极其缓慢,蕴含其中的“长寿基因”具有极佳的利用价值。 |
B.载人深潜与非载人深潜研究花开并蒂,其进展都十分迅速,在海洋科学考察中,各自担起了重要的使命。 |
C.深海下潜与大洋钻探具备了我国海洋科学考察的雏形,建立海底观测网标志着新一代海洋科学已经建立。 |
D.国家重大深海装备共享平台为深远海经济开发利用保驾护航,其中蕴藏着无数机遇,也面临着严峻考验。 |
A.地壳板块运用规律研究 | B.地震海啸海底火山研究 |
C.水下航行滑翔观光研究 | D.深海环境保护整治研究 |
5.请简要分析我国深海探测从理想到现实的发展历程。
寻找太阳系外生命
刘浩源
很多科学家认为,除地球外,太阳系中任何一个星球存在生命的可能性都不大,而在太阳系外找到生命的可能性很大。一些科学家通过计算发现,宇宙中存在大量与地球类似的行星。英国著名天文学家帕特里克·摩尔爵士近期宣称,科学家将会在50年内找出证据,证明太阳系之外确实存在外星生物。他认为,太阳系外必定存在外星生命,但以人类目前的航天科技发展程度,尚无法有效与外星生命主动取得接触。
太阳系内存在生命可能性不大
科学家认为太阳系中火星、木星的卫星木卫二和土星的卫星土卫六上可能存在某种形式的初级生命,但现在仍无发现。如果考虑到生命存在所需要的基本条件,太阳系内存在生命的机会非常小。这是因为地球和其他星球存在大量多样生命形式的关键是有光合作用。光合作用能够吸收并转化光能,用转化后的能量完成生命所需的生化任务。如果生物曾经在一个星球有过繁盛时期,光合作用将改变这个星球外层大气成分,就像生命对地球大气的改变一样。而除地球外,太阳系内其他星球的大气都没有类似改变。虽然生活在星球表面深层的初级生命可能通过化学反应而不是光合作用存活,而这种存活方式也不会影响星球的大气构成,但是科学家要寻找的,是像地球上这样的一种大规模的生命存在,它深刻地改变了其所在行星的地质化学构成,能够远距离观测到。
从物理学定律判定太阳系外存在生命
根据物理学定律,宇宙各处均相同,引力、电场和磁场、量子理论等物理规律是普适的,原子和分子的物理结构是一样的;那么我们的地球在宇宙中应该也不是唯一的。
银河系直径大约10万光年,其中分布着大约2000亿颗恒星。其中有行星环境的超过15%,那么在银河系中至少有数百亿颗行星。地球只不过是银河系数百亿同类环境之“一”而已,而宇宙中更是有千百亿个这样的世界。一位天文学家曾说:“银河系中的行星就像虫子一样普遍,如果银河系中的多数行星都像木星一般大,并且所有行星都无法孕育生命,那将是非常奇怪的事情,这太不合情理了。”
地球并非“得天独厚”
长久以来,科学家相信,我们这个小小的世界除了拥有岩石地层和宽广海洋之外,还具有其他一些特殊之处:比如有月球,这对稳定气候是不可或缺的;比如它在太阳系中的位置也是非常理想的;等等。大概正是将这万千恩宠集于一身,地球才能够成为生命的庇护所,同时这些限制条件也大大降低了在宇宙其他地方找到类似星球的可能性。然而近期科学家的研究表明,这些认为地球是宇宙中得天独厚的“特例”的观点也许是错误的。比如科学家的研究证实,没有卫星的行星也完全能够适宜生命繁衍。最新计算表明,在过去10亿年间如果没有月亮,地球的自转轴只会发生很小的角度变化,这根本不可能妨碍生命的形成。那种认为月球稳定了地球运行的轨道,从而保障了它的温和气候的美丽说法是站不住脚的。
科学家曾担心在其他星系中,对于生命至关重要的水可能是极其稀少的。1994年,当苏梅克-列维彗星撞击木星时,科学家发现,有大量水蒸气出现,这说明,这颗彗星上带有大量的固体水。苏梅克-列维彗星在宇宙中是颗很平常的彗星,它们在宇宙中穿行,产生生命的可能性是极大的。在其他恒星系就像在太阳系中一样,只要彗星或小行星撞上行星,就能为后者带来水资源。如果拥有液态水的宜居行星在宇宙中比比皆是的话,那么生命也应该是普遍存在的。这些证据都表明,与人们曾经认为的相反,我们这颗小小的地球并未受到什么特别的眷顾。
太阳系外的生命可能不同于地球生命
太阳系外的生命与我们地球生命一样吗?宇宙生命可能不以人想象的形式存在,也可能根本不具有地球生命的生存方式。生物学定律是否放之宇宙而皆准?或许地球生命只是庞大的生命系统中某一个细小分支而已,还存在着数以百计的其他生命形式。
科学家认为,宇宙各处生命的物理极限是基本相同的。生命的定义应是:可以自我复制,有能够通过自然选择进化的机制,可能是碳基分子构成的。参照地球生命,宇宙中生命存在的温度范围应在零下50℃到零上150℃之间。
科学家认为,水是生命所不可少的条件。只要有液态或气态水,同时有甲烷、氨和紫外线,生命就可以发生。氧并不是所有生物呼吸所必需的,例如地球生物酵母菌的呼吸就不需要氧。植物也有无氧呼吸的,只是在无氧的状态下,植物的氧化基质不会被完全氧化而已。倘若地球真的无氧,也许地球生物可以进化为适宜无氧状态下的生命形式。
地球生物的界面有陆地(包括地下)、海洋、天空。那么,宇宙星球的生命界面可以在任何一个适宜的环境中,不一定在星球表面,也可能在星球内部,或在距离星球数百千米的大气层中。
在常人看来,适宜生命生存的大气压为760毫米高的汞柱,即一个标准大气压。然而,地球上的海洋生物承受的大气压可以是标准大气压的上百倍。高空中的大气压则又不同程度地低于标准大气压,但生命依然正常存在。那么,宇宙生命可能根据环境的需要,进化成适应更高或更低的大气压的生命。
(选自《百科知识》)
1.下列说法中,不属于科学家认为太阳系外有生命的根据的一项是( )A.科学家发现宇宙中有大量与地球类似的行星。 |
B.太阳系内其他星球外层大气成分都没有改变。 |
C.研究发现没卫星的行星完全能适宜生命繁衍。 |
D.很多星球存在着大量的固体水,甚至是液态水。 |
A.帕特里克·摩尔认为太阳系外一定有生命,但因为目前地球科学技术的落后,还不能通过有效的接触而证明。 |
B.科学家认为太阳系中其他星球存在生命的机会非常小,因为科学家在太阳系行星中既没有发现光合作用下的初级生命,也没有发现像地球上这样的大规模的生命存在的痕迹。 |
C.科学家们用物理学定律的相关物理规律以及原子、分子的物理结构等内容推断出地球在宇宙中不是唯一存在生命的星球。 |
D.从苏梅克-列维彗星撞击木星有水蒸气出现的情况看,可能是彗星或小行星撞击地球使地球出现了液态水。 |
A.科学家认为太阳系中火星、木星的卫星木卫二和土星的卫星土卫六上可能存在不需要光合作用的初级生命。 |
B.光合作用是地球和其他星球存在大量多样生命形式的关键,而大规模生命的存在造成的行星地质化学构成的改变可远距离观测到。 |
C.过去的理论认为地球能够孕育生命是有着特殊的机缘的,比如月球对地球气候的稳定作用以及地球在太阳系中的位置等。 |
D.最新研究发现,月球能够稳定地球运行的轨道、保障地球气候温和的说法是错误的。 |
A.文章开篇介绍了一些科学家的观点以及这些人通过计算的发现,并用英国著名天文学家帕特里克·摩尔爵士的观点引出下文的具体内容。 |
B.科学研究的结论会随着对研究对象的深入理解以及科技的不断发展而有所变化,如有关卫星对行星的作用方面就是这样的。 |
C.科学家曾对其他星系中对生命至关重要的水可能极其稀少的情况表示担忧,是因为之前没有发现彗星或小行星撞击行星后会给该行星带来水资源这一现象。 |
D.太阳系外的生命可能不同于地球生命,也可能不以人们想象的形式存在,甚至可能根本不具有地球生命的生存方式。 |