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2014-10-16
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饨的性质。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。
在不稳走或混饨的系统中,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5天的数量级,大约为空气绕地球吹一圈的时间。人们可以在5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6个月以后作具体的天气预报。
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饨行为,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大多了。
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饨,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饨的。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。
8.作者在第1段中为什么说“即使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”?原因错误的一项( )
A.物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质。
B.方程可能是不稳定的。
C.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。
D.我们只是对宇宙的有关定律有所了解,缺乏深入地研究。
9.为什么科学“不能预言人类社会的未来”,却“可以预言宇宙遥远的未来”?
A.因为前者是混沌的,不确定的;而“宇宙的行为在非常大尺度下是简单的,而不是混沌的,因此我们可以预言宇宙遥远的未来”。
B.人类社会的未来是复杂的,而宇宙的行为在非常大尺度下是混沌。
C.因为前者确定的,所以预言困难;而“宇宙的行为在非常大尺度下是混沌的,因此我们可以预言宇宙遥远的未来”
D.人类社会的未来根本就是无法预言的,因为方程是唯一的,宇宙的行为在非常大尺度下是有规律的,因此我们可以预言宇宙遥远的未来。
10.作者对宇宙的未来的预言与巫师、宗教预言家对人类社会未来的预言说法错误的一项( )
A.作者是有科学根据的,是运用天体物理学理论进行的科学推测,科学预言。
B.巫师、宗教预言家是没有科学根据可言的。
C.因为方程是混沌的,所以巫师、宗教预言家对人类社会的预言注定就是荒唐的。
D.作者对宇宙的未来的预言与巫师、宗教预言家对人类社会未来的预言,就本质来说,没有区别,因为人类社会的未来根本就是无法预言的。
11.本文在论述过程中,常常用一些生动的修辞方法来说明事理。下列说法不正确的一项( )
A.“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。” 用这个比喻生动地说明了“即使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”。
B.“这有一点像是再投胎。如果有人声称一个新生的婴儿是和某一死者等同,如果该婴儿没从他的以前的生命遗传到任何特征或记忆,这种声称有什么意义呢?人们可以同样地讲,它是完全不同的生命。” 用这个比喻形象地说明宇宙在大挤压处终结后,并不是任何发生在“之后”的事件都是另一个相分离的宇宙的部分。
C.“宇宙的其他地方对于地球上发生的任何事物根本不在乎。”用拟人说明在一段时间之后,就不可能预言运动的细节。
D.“在地球大气的情形下,这个时间尺度是5天的数量级,大约为空气绕地球吹一圈的时间。”用拟人形象说明人们没有办法对具体的天气预报作出准确的预报。
12.根据全文的内容下列说法错误的一项( )
A.对宇宙未来的预言,关键是要弄清宇宙的平均密度是多少。
B.作者认为宇宙的未来会有两种可能:“如果它比临界值小,宇宙就将永远膨胀,但是如果它比临界值大,宇宙就会坍缩。”
C.我们周围的宇宙正在膨胀,但不同星系间的距离随时间而缩小。
D.在星系或星系团之外,应该存在有足够的暗物质,这些暗物质能使密度达到临界值,从而可能会使宇宙最终坍缩。但这个时间肯定在一百五十亿年之后。
(二)阅读下面的文字,完成后面题目。
人类目前已经给地面交通、海洋航运和空中飞行制定了合理的交通规则,以避免事故和混乱。面对太空混乱的交通现状,人类却缺乏有力措施。各种高速运转的太空垃圾几乎不受任何管制,对人类的航天安全构成巨大的威胁。
人类将卫星等航天器送入太空已经有五十年的历史了。大多数卫星的探测器进入地球轨道后只能发挥几年的作用,有的甚至一进入轨道就宣布失效了。科学家将人类航天活动留下的火箭、卫星等飞行器残骸在空间形成的垃圾统称为太空碎片,即太空垃圾。20世纪80年代是世界各国卫星发射的高峰期,每年向太空发射的不同用途的卫星不下几百颗,而每一次发射都是一次制造太空垃圾的过程。欧洲宇航局的太空专家称,人类从地面利用雷达和望远镜观测的太空碎片数量大概是13000多个。其中,地球轨道上至少漂浮着400余个火箭以及卫星的残骸,它们目前大多正高速绕地球运行。
太空碎片的平均运行速度是10公里/秒,其破坏力与速度的平方成正比。这样的破坏力是航天器所无法抵御的。太空碎片的增多会对航天器构成巨大威胁,一旦受到碎片的撞击,航天器就会解体;而解体之后的航天器就变成了更多的碎片,会危害其他的航天器。据统计,到目前为止,地球轨道上已经发生过大约200次这样的爆炸了,而每一次爆炸的后果就是制造更多的太空垃圾,更多的太空“杀手”。
近日,国际航天安全促进协会在意大利罗马召开航天安全专题研讨会,专门研讨太空交通管制问题。建立航天安全促进系统则是目前实现太空交通管制的重要途径。美国安全世界基金会技术顾问布莱恩•维登:“到目前为止航天安全还仅仅是军事领域的话题。促进航天安全对于太空的军事应用极端重要,但实际上民用太空领域也特别需要航天安全。航天安全促进系统需要一个国际环境,与航空领域的国际协作是同样的道理,但现在还是很少有公司或国家在这一领域投入相应的资源。”
为了促进这一系统的形成,从科研机构到跨国公司,再到卫星观测站等各方参与者,已经收集了大量的必要数据。目前最大的困难就是如何融合这些类型各异的资源使之形成一致的可用资源,同时还要兼顾到各种不同资源的版权和商业机密。一些具体负责地球通信卫星运行的商业公司也已经意识到了航天安全的重要性,并开始有所行动。美国防务信息研究中心主任、空间安全专家特丽莎•赫金斯认为,民用航天安全体系可以向各方(国)提供安全数据,而且完全与政治利益无关,从而保证太空利用的透明度、缓解太空中的紧张关系。赫金斯说:“首先就是要求全球各卫星通信公司以及公司与政府之间能够建立航天安全数据共享机制,这是最关键的第一步。
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