第一部分 专题一 学案1 文本信息的理解与分析（Word版）-【创新教程】2027年高考语文艺考生文化课百日冲关课时作业

课时作业

 

阅读下面的文字，完成1－5题。

材料一：我们生活在一个特殊的时代，这个时代的知识总量是以指数级增长的。或许更重要的是，用科学家卡尔·萨根的话说：“我们生活在一个完全依赖科学和技术的社会中，然而几乎没有人了解这些科学和技术。”这确实是一个问题，且有待解决。

而且，除此之外，大多数人都因这样或那样的原因无法对科学产生兴趣。一部分原因是，科学的语言是数学，但它涉及的数学太复杂，以至于只有接受了高等教育的人才能用数学这个工具来理解科学。不过，偶尔也会出现一些“翻译者”，向其他人传达科学的意义，以及它的美妙和激动人心之处。

迈克尔·S.沃克站在了“翻译者”的前沿，虽然并不是一名学术研究者，但他通过这本大众科学书，在规避了复杂数学的同时，传达了他对物理世界的清晰理解。

这本书的核心是量子力学，但内容已经超越了这个范畴，还介绍了相关应用，沃克为我们提供了对物理世界最奇特、最迷人、最美丽的描述。他非常努力地描述了量子力学，尤其是原子，并将其作为解释化学和我们周围事物的基础。这本书正是把这一部分物理学用非数学的语言和视觉化的呈现方式向我们“翻译”了过来。另外，这本书还时不时地插入了物理学和化学的发展史以及推动科学发展的著名科学家的生活，这些“插曲”也让这本书变得栩栩如生。

在量子力学发展的早期，尽管它在预测实验结果方面取得了令人难以置信的成功，但科学家对量子力学的本质仍困惑不已，为此，科学巨人之间还产生了一些伟大的辩论。例如，阿尔伯特·爱因斯坦(他厌恶量子力学及其违反直觉的结论，最终却因在该领域的贡献获得诺贝尔奖)宣称：“上帝不会跟宇宙玩掷骰子。”尼尔斯·玻尔(另一位诺贝尔奖得主)对此则有一句不那么著名但同样重要的反驳：“不要告诉上帝该做什么。”玻尔也曾说过：“如果有哪个人对量子力学不感到震惊，就说明他不了解量子力学。”然而，80多年后，量子力学可以说是历史上最成功、最具争议，同时也经受住了各种实验考验的理论。

这不是第一本将科学和历史交织在一起的书。实际上，关于这一主题的大多数非学术书籍都会通过介绍历史来缓解量子力学概念带来的冲击。但是沃克还从物理学出发，解释了化学的原理，并讲述了人类对量子力学的理解如何让现代发明和技术成为可能，向我们展示了如何通过量子力学的视角理解宇宙——从大爆炸开始直至今天。

这本书为读者提供了一个驶向新认知彼岸的契机。我相信你会像我一样享受这本书。想必你也会同意这句话：科学比幻想更奇妙。

(摘编自迈克尔·S.沃克《〈量子世界的发现之旅〉推荐序》)

材料二：在公元前7世纪，古希腊斯巴达人用加密棒，把一个布带缠到加密棒上，写上“明天发动攻击”，命令发布完之后，如果别人没有同样半径的加密棒的话，信息是读不出来的，这是最原始的加密方法。后来到了公元前1世纪左右，凯撒大帝发明了更好用的办法——把26个字符移动一下，这样移动完之后，“明天发动攻击”就变成DWWD等等，只有预先约定的人知道这个命令究竟是什么。这样一些非常聪明 但很古老的加密算法，其实可以用字符出现频率的方法加以破解。

一个问题就是信息安全瓶颈。实现信息的安全传送，自古以来就是人类的梦想。随着信息技术进一步发展，借助量子纠缠理论，通过量子密钥分发，能够解决这一问题。

量子通信的一种应用是量子密钥分发，原理其实很简单。单光子不可分割，所以我们用一个光子来传输密钥的时候，窃听者不可能砍走半个光子，他拿走了，接收者就收不到了，这个光子也就没用了。那么窃听者能不能复制一份？量子不可克隆，测量的话，必然导致干涉条纹消失；通过观测干涉条纹是否消失，就知道你的光子状态是不是被别人窃听过。也就是说，在量子密钥分发的过程中，原理上存在复制是一定会被察觉的，我们就丢弃那些存在窃听的风险密钥，保留安全密钥，再加上“一次一密”的话，加密内容就不可破译，这是基于物理学原理的无条件安全。

为什么现在仍要研究量子纠缠？一旦你能够从下往上对微观粒子进行组装、操纵的话，其实就掌握了搭建整个世界的每一块积木。这种进步相当于从孟德尔被动观察得到遗传定律，到基因工程主动调控生命形态的进步一样。所以，就可以从对量子规律被动的观测和应用变成了对量子状态的主动调控和操纵，这样就产生了第二次量子革命，那就是量子信息技术。

量子通信的发展目标，是要在更大的范围里，实现安全的信息传输。它的发展路线是，通过光纤实现城域的量子通信网络，通过中继实现城际的量子网络，通过卫星中转实现远距离量子通信。

2007年我们首次把光纤量子通信的安全距离拓展到一百公里，2008年建设了一个小型网络，2012年建成了规模化的量子通信网络，并投入了永久使用。最后慢慢把这些局域网，一个一个连起来，变成现在的“京沪干线”，这个是基于可信中继技术。而以目前的技术实现远距离的量子通信，则需要卫星的中转。通过十几年的努力，我们研制成功了国际上第一颗量子科学实验卫星“墨子号”，其中在2016年8月份成功发射。

“墨子号”有一个重要的科学实验任务，验证了即使相隔上千公里，量子纠缠之间的诡异互动也是存在的。如通过“墨子号”进行密钥分发，首先向地面发射光子，每对处于纠缠状态的光子中的一个发向青海德令哈站，另一个发向云南丽江站，两个地面站之间的距离达到1 203公里，首次实现超一千公里的量子纠缠。其目的就是在相距超过一千公里的两个光通信终端之间，通过低轨卫星给它们分发密钥，使得两个终端之间用这组密钥完成保密光通信。