山东省2024–2025学年高二语文上学期11月阶段性检测试题.pdfVIP

语文

一、现代文阅读（31分）

（一）现代文阅读I（本题共4个小题，15分）

阅读下面的文字，完成1～4题

毫无疑问，科学家们很早就懂得科学中蕴涵着奇妙的美。哥白尼伟大著作

《天体运行论》第一句话就是“在哺育人的天赋才智的多种多样的科学和艺术

中，我认为首先应该用全副精力来研究那些与最美的事物有关的东西”。我试

图用一些词来定义科学中的美，显然，和谐、优雅、一致、简单、整齐等都与

科学中的美，特别是与理论物理中的美有关。但是，思索着怎样把这些词组合

在一起去形成“美”的定义时，我开始意识到，事实上物理学中美的概念不是

固定的。

我们对理论物理学中美的理解是变化的。对于这种变化，影响最显著最重要

的是理论物理学日益增长的数学化。人们公认伽利略时代是现代物理诞生时期。

他教导科学界说，如果你明智地选择了你观察到的事物，你将会发现，从一些

纯化的和理想化的关于自然界的实验中得出的物理定律，可以用精确的数学语

言来描述。伽利略的观念是一种深刻的美的观念。后来是牛顿，我们都知道他

给了我们一个完整的经典力学体系。通过他的工作，物理学的数学化取得了进

展，并被认为是非常严格的数学化。在最近的物理学中，数学化正在加速进行。

量子力学概念的数学基础是称之为希尔伯特空间的漂亮而抽象的数学理论，非

阿贝尔规范物理理论是令人惊奇地建立在纤维丛几何上的，而纤维丛几何与20

世纪二三十年代的物理学没有任何关系，是由数学家们独立讨论的。所有这些

数学发展对20世纪的物理学是非常重要的，它们相当抽象又非常美丽。

1/21

也许现在我们可以开始去了解，物理学数学化的加速导致了理论物理学中美

的概念发生了怎样的变化。我认为存在三种美：现象之美、理论描述之美、理

论结构之美。就我们的直感来说有许多物理现象是美的。早在童年时，看到彩

虹我们会脱口而出“美极了”。当然，有许多美丽的实验现象只有训练有素的

人才能观测到。例如，行星的轨道都是椭圆的，这是非常美的现象。再举一个

例子，原子的谱线是非常独特的，有严格的光学性质。麦克斯韦发现它们是美

的，因为它们似乎与发光原子所处的外界条件无关。正如19世纪科学家所发现

的那样，如果你把发光原子置于高压之下，光谱毫无变化，这似乎揭示了原子

的一些内在性质。很多物理学定律都有一个漂亮的描述。热力学的第一、第二

定律是对自然界某些基本性质的很美的理论描述，第一、第二定律的结论和对

这些定律精确性的观察是每一位学热力学的学生都很欣赏的课题。20世纪初发

现了放射性，并很快地测定到放射性将导致放射性元素的衰变，但正是卢瑟福

给了我们一个精确的定律。这是一个有很高精确度的指数衰变定律，直到今天，

我们也没有发现它的偏差。

当一个理论公式化时，特别是在20世纪，它趋向于有一个漂亮的结构，这

通常是指它本身的数学结构。自然界为它的物理定律选择这样的数学结构是一

件神奇的事。显然，这些数学思想的美是另一种美，它与我们前面讨论的美很

不相同。在这个问题上，也许下面这个例子有助于说明问题。众所周知，周期

表最初是19世纪构造出来的，那时发现，如果把性质相似的元素按纵列放在一

起，可以得到一个美妙的表——但表中有一些空缺。这些元素一个接一个地被

找到了，这是一个很美妙的并具有重大实用意义的结果。后来出现了玻尔原子

2/21

和量子力学，这些发展给周期表的结构提供了一个更基本的理论解释，即一个

元素在周期表中应占的位置与该元素的原子结构中所拥有的电子数目有关。

狄拉克在1963年的《科学美国人》中写道：“使一个方程具有美感比使它

去符合实验更重要。”令人惊讶的是，有时候，如果遵循你的本能提供的通向

美的向导前进，你会获得深刻的真理，即使这种真理与实验是相矛盾的。狄拉

克就是沿着这条路得到了关于反物质的理论。爱因斯坦在1934年说过：“理论

科学家越来越不得不服从纯数学的形式考虑的支配。”狄拉克说如果他必须在

美和与实验符合两者之间选择的话，他将选择美。对爱因斯坦和狄拉克来说，

这种强调并不奇怪，如果你注意一下他们研究物理学的风格，美始终是一个指

导原则。

如果这种话从海森伯那里说出也许是令人惊讶的，他的工作很难区分是追求

美多还是坚持与事实和实验的关联多。在主张遵循实验的指导思想下，海森伯