内容正文:
课时测评10 一名物理学家的教育历程
(时间:45分钟 满分:37分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、阅读下面的文字,完成1~5题。(18分)
2025年的央视蛇年春晚,肤色黝黑,身着花棉袄,扭着秧歌,转着手绢的人形机器人,在国内掀起了一场人形机器人热潮。于是,各家公司推出的人形机器人都开始上阵,在视频里展示各种绝技:跑步、翻跟头、打拳,或者进厂打工、端茶倒水。随着这些视频在社交媒体上广泛传播,其中还夹杂着一些AI生成的虚拟内容,让很多人关于机器人的认知与现实产生了某种偏差。
机器人技术的发展确实在加快。10多年前,随着强化学习、模仿学习等技术的兴起,人形机器人的研究范式从传统的机电控制逐渐向深度学习转移。更大的转折点发生在2022年ChatGPT的( A ),大模型从此变成了人工智能的主流技术路径,计算机专家们甚至看到了通用人工智能(AGI)实现的希望。
而要实现AGI,很多人认为,光有大脑的智能还不够,还需要有身体的智能。所以过去两年,从AI的版图里分叉出了一个新的领域,那就是具身智能(Embodied Intelligence)。最通俗来理解,具身智能就是有身体的智能,它强调智能的来源包括智能体的身体与周围物理环境的交互,而不仅仅是发生在大脑层面。而具身智能最佳的载体就是人形机器人。
正是具身智能的提出,把做传统机器人研究的学者和工程师,与做大模型研究的AI专家们聚合起来,开始合力给人形机器人造出一个更加聪明的大脑和一个更加强壮、灵活的身体,让它将来能够在工厂、商场乃致家庭之中,帮人类承担更多的工作。人形机器人发展( B ),大众情绪也拱托至此。我们能感觉到已经身处在一轮技术巨变的浪潮之中。但技术会把我们带向何方,我们并不清楚,这种讨论的声音也十分微弱。机器人产业如今的发展,很大程度上还臣伏于技术和资本的发展逻辑,却缺乏与此相匹配的伦理思考能力。人形机器人可能带来的失业、安全和伦理风险等等,不仅仅是技术和商业问题,更是事关人类主体性和如何存在的哲学问题。
1.(2分)请在文中括号内填入恰当的成语。
A. B.
答案:A.横空出世 B.如火如荼
解析:A处,本空用以修饰ChatGPT,其在2022年的出现,使得“大模型从此变成了人工智能的主流技术路径”,是“更大的转折点”,可见其出现具有很大的突破性和突然性,可填“横空出世”。横空出世:形容山岭等高大雄伟。也形容超群出众。也比喻人或事物突然出现。B处,前文提到技术推动、多领域专家合作,给人形机器人“造出一个更加聪明的大脑和一个更加强壮、灵活的身体”“将来能够在工厂、商场乃致家庭之中,帮人类承担更多的工作”,发展势头迅猛,可填“如火如荼”。如火如荼:像火那样红,像荼那样白,原形容军容之盛,现用来形容旺盛、热烈或激烈。
2.(2分)文中第四段有多处错别字,请指出两处并加以改正。
答案:“乃致”的“致”改为“至” “拱托”的“拱”改为“烘” “臣伏”的“伏”改为“服”
3.(4分)请结合材料第三段内容,给“具身智能”下一个简要定义,不超过45个字。
答案:具身智能是强调智能体的身体与周围物理环境交互,并以人形机器人为最佳载体的具有身体的智能。
解析:首先确定属概念,根据“具身智能就是有身体的智能”可知,属概念是“有身体的智能”。然后找到种差,即本质属性,根据第三段“智能的来源包括智能体的身体与周围物理环境的交互” “具身智能最佳的载体就是人形机器人”可概括出,强调智能体的身体与周围物理环境交互,并以人形机器人为最佳载体。最后用单句的形式(具身智能是……具有身体的智能)组织语言,并注意字数限制,即可得出答案。
4.(4分)文中第一段画横线处有两处表述不当,请进行修改,使语言表达准确流畅,逻辑严密,不得改变原意。
答案:这些视频在社交媒体上广泛传播,其中还夹杂着一些AI生成的虚拟内容,让很多人对机器人的认知与现实产生了某种偏差。
解析:“随着”与“让”连用,导致句子主语缺失。删除“随着”,使“这些视频……传播”作主语。“关于机器人的认知”搭配不当,“对……认知”是固定搭配,应改为“对机器人的认知”。
5.(6分)文中第四段画波浪线的句子,能否改成“是技术和商业问题,是事关人类主体性和如何存在的哲学问题”?为什么?
答案:不能。①原句“不仅仅是……更是……”表示递进关系,强调机器人产业带来的哲学问题。②与上文机器人产业发展的局限性相照应,逻辑严密,思路清晰。
解析:不能修改。①原句用“不仅仅是……更是”构成递进关系,突出强调后者(哲学问题)的重要性,符合语境中对“伦理思考”“人类主体性”的重视。②前文提到机器人产业“缺乏与此相匹配的伦理思考能力”,原句的递进关系与这一局限性相照应,逻辑更严密,若改为并列关系(“是……是……”),则弱化了哲学问题的根本性,不符合文意。
二、(2024·南通高一下期末)阅读下面的文字,完成6~10题。(19分)
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。
(节选自加来道雄《一名物理学家的教育历程》)
6.(3分)下列对材料相关内容的理解和分析,正确的一项是( )
A.科学家们希望,广义相对论和量子力学能够统一,从而催生出第三次工业革命。
B.爱因斯坦的广义相对论解释了宇宙中绝大多数的宏观现象,指出了引力的本质。
C.引力是时空几何效应的这一观念得到认可,主要是因为“中国天眼”作出了贡献。
D.凝聚态指的是固态和液态两种形态,它有着和宇宙中的粒子相类似的物理性质。
答案:B
解析:A.“催生出第三次工业革命”于文无据。由材料一中“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”可知,原文是“引领新一轮科技革命”。C.“主要是因为”强加因果。由材料一中“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”可知,原文是说随着“中国天眼”作出的贡献,而不是说主要是因为“中国天眼”作出的贡献。D.“凝聚态指是固态和液态两种形态”混淆概念。由材料一中“生活中大部分可见物质都是凝聚态,通常包括固态和液态”可知,凝聚态通常包括固态和液态,但它并不是只指固态和液态两种形态。
7.(3分)根据材料内容,下列说法正确的一项是( )
A.在宇宙中探测引力子信号非常困难,要探测到一个来自太阳的引力子,需要用与地球质量相当的探测器,花10亿多年时间。
B.科学家在凝聚态物质中发现了引力子,实现了将引力融入量子力学体系的愿望,完成了广义相对论与量子力学二者的统一。
C.在凝聚态物质中观测引力子的最大困难是缺少实验设备,该实验对设备要求极高,有了适合的设备就预示着实验可以成功。
D.水池中的鲤鱼“科学家”们如果对使睡莲运动的那种“神秘力”产生错觉,就可能造出“超距作用”等名称来掩盖自己的无知。
答案:D
解析:A.“花10亿多年时间”表述过于绝对。由材料一“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”可知,原文是说“可能”。B.“实现了……,完成了……”时态使用错误。由材料一“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”可知,原文是未然。C.“有了适合的设备就预示着实验可以成功”说法绝对。由材料一“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”分析可知,即使有了适合的设备,也不一定就预示着实验可以成功。
8.(3分)下列对材料二最后一段的理解和分析,不正确的一项是( )
A.人类对世界的认识存在局限性。
B.已有的一些科学解释或许是荒谬的。
C.科学探究需要强烈的好奇心支撑。
D.无法用实验来验证的世界不代表不存在。
答案:C
解析:“科学探究需要强烈的好奇心支撑”无中生有,材料二最后一段中没有关于“好奇心”的表述。
9.(4分)请简要说明材料一非弹性光散射实验中存在哪些“看似矛盾”的问题。
答案:①实验需要极低温度与可见光及制冷机容易将温度升高相矛盾;②实验测量对振动极为敏感与制冷机脉冲管会产生振动相矛盾。
10.(6分)对于未知世界的假设,为什么材料一用“预言”“推测”等词,而材料二却用“杜撰”“虚构”等词?请结合材料谈谈你的理解。
答案:①材料一中的科学假设是基于人类已有认知提出的,为实验发现引力子提供了可能,用“预言”“推测”等词表达了作者对这种假设的肯定;②材料二中鲤鱼“科学家”们所提出的东西是为了掩盖无知而凭空假设的,用“杜撰”“虚构”等词表达了作者对鲤鱼“科学家”们的否定。
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