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题型:阅读理解 难度:困难

读下面的文字,完成后面练习题。

即便我们知道了制约宇宙的有关定律,我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来。这是因为物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质。这表明方程可能是不稳定的:在某一时刻对系统作非常微小的改变,系统的未来行为很快会变得完全不同。例如,如果你稍微改变一下你旋转轮赌盘的方式,就会改变出来的数字。你在实际上不可能预言出来的数字,否则的话,物理学家就会在赌场发财。

在不稳定或混沌的系统中,一般地存在一个时间尺度,初始状态下的小改变在这个时间尺度将增长到两倍。在地球大气的情形下,这个时间尺度是五天的数量级,大约为空气绕地球吹一圈的时间。人们可以在五天之内作相当准确的天气预报,但是要做更长远得多的天气预报,就既需要大气现状的准确知识,又需要一种不可逾越的复杂计算。我们除了给出季度平均值以外,没有办法对六个月以后做具体的天气预报。

我们还知道制约化学和生物的基本定律,这样在原则上,我们应能确定大脑如何工作。但是制约大脑的方程几乎肯定具有混沌行为,初始态的非常小的改变会导致非常不同的结果。这样,尽管我们知道制约人类行为的方程,但在实际上我们不能预言它。科学不能预言人类社会的未来或者甚至它有没有未来。其危险在于,我们毁坏或消灭环境的能力的增长比利用这种能力的智慧的增长快得太多了。

宇宙的其他地方对于地球上发生的任何事物根本不在乎。绕着太阳公转的行星的运动似乎最终会变成混沌,尽管其时间尺度很长。这表明随着时间流逝,任何预言的误差将越来越大。在一段时间之后,就不可能预言运动的细节。我们能相当地肯定,地球在相当长的时间内不会和金星相撞。但是我们不能肯定,在轨道上的微小扰动会不会积累起来,引起在十几亿年后发生这种碰撞。太阳和其他恒星绕着银河系的运动,以及银河系绕着其局部星系团的运动也是混沌的。我们观测到,其他星系正离开我们运动而去,而且它们离开我们越远,就离开得越快。这意味着我们周围的宇宙正在膨胀:不同星系间的距离随时间而增加。

(1)第①段中画横线的句子是为了说明一个什么问题?

(2)“在一段时间之后,就不可能预言运动的细节”在第②段中具体指什么?

(3)第③段中为什么说“但是制约大脑的方程几乎肯定具有混沌行为”?

(4)第④段中画横线的句子“我们能相当地肯定……引起在十几亿年后发生这种碰撞”,说明了什么道理?

(5)上文用哪些事例说明了某些系统或方程具有混沌行为?

【考点】
【答案】

(1)在某一时刻对系统作非常微小的改变,系统的未来行为很快会变得完全不同。

(2)人们很难准确作出比五天更长远的天气预报。

(3)因为尽管我们知道制约人类行为的方程,但在实际上我们不能预言它。

(4)随着时间的流逝,任何预言误差将越来越大。

(5)①轮赌盘的旋转方式(物理方程的解);②五天后的天气预报;③制约大脑的方程(制约人类行为的方程);④绕太阳公转的行星的运动。

【解析】

(1)该句话主要是说宇宙未来的不可知性。作者霍金把它比成是物理方程,对方程系统的细微改变,就会导致结果的大不一样。作者想用这种方式来说明宇宙未来的命运:虽然人类掌握了些许制约宇宙的规律,但是还是无法预知宇宙遥远的未来。(2)因为霍金在文章中说:在不稳定或混沌的系统中,一般地存在一个时间尺度,这个时间尺度是五天的数量级,大约为空气绕地球吹一圈的时间。人们可以在五天之内作相当准确的天气预报,但是要做更长远得多的天气预报,就既需要大气现状的准确知识,又需要一种不可逾越的复杂计算。我们除了给出季度平均值以外,没有办法对六个月以后做具体的天气预报。所以答案是人们很难准确作出比五天更长远的天气预报。(3)霍金说,科学不能预言人类社会的未来或者甚至它有没有未来。因为我们毁坏或消灭环境的能力的增长比利用这种能力的智慧的增长快得太多了。即便是我们人类知道了制约其行为的方程,但还是不能预言它。(4)因为在以后的时间里,任何一个人也无法预测将来会发生些什么,会不会出现一些人类无法预制的变数,而且人类对自然的破坏速度实在是太快了。(5)根据题干要求,学生可以从全文中找出与问题相关地信息,然后用合适的语言表达出来。

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