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冰人幽灵-第168部分
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自然是神奇的,复杂的。以人类目前对它的认识还远远不够把它复制出来。中国的三北防护林,因为树木品种太过单一而爆发过几次几乎威胁到整个计划的灾害。面对着多样的自然,人类所造的单一环境还远远不能适应。
悲观的说法,人类不可能在环境崩溃前造出真正能适应生物多样性的自然,人类做的保护,只是让这自然苟言谄喘,死得晚一些而已,保护?能保护出什么东西来?只是一成不变的品种,只是越来越依靠人类而生存的傀儡。
该灭绝的总会灭绝的。这些生物已经不能适应这被人类改造后的自然,还不如让它们留在自然中,期望它能向适应方面进化——或者,留在书本之中。
外篇 zt世界上最安全的密码—
在现有的各种以数学理论为基础的密码值,没有那种是解不开的。而且,计算机技术的发展在使用密码术更复杂的同时,也降低了破译密码的难度。不过,在量子理论支配的世界里,这一切将会完全改变。
世界上最安全的密码
——量子密码
最安全的密码是什么?
密码,最重要的作用无疑是保护信息和资料的安全。因此,密码的安全性是专家们一直追求的主要目标。
然而,在现有的各种密码中,没有哪种是解不开的。现在常用的标准加密方式是用一串随机数字对信息进行编码。比如,用数字串“5,1,19,20”来加密英文单词“east”(四个数字分别表示单词中四个字母在字母表中的位置)。这种加密方案有一个致命的缺陷——从数学上讲,只要掌握了恰当的方法,任何密码都是可以破译的。更糟糕的是,这种密码在被破解时,不会留下任何痕迹,合法用户无法察觉,还会继续使用同一个地址存储重要信息,损失就会更大。
在量子理论支配的世界里,这一切将会完全改变。量子力学是随机的取之不尽的源泉;而且,这种随机性非常特殊,无论多么聪明的者,在破译密码是都会留下痕迹;最令人惊叹的是,量子密码甚至能在被的同时自动改变!无疑,这是一直真正安全的、不可不开破译的密码。
天才的发明
量子密码雪的理论基础是量子力学,而以往密码学的理论基础是数学。与传统密码学不同,量子密码学利用物理学原理保护信息。首先想到将量子物理用于密码技术的是美国科学家威纳斯。威纳斯在“海森堡测不准原理”和“单量子不开复制定理”的基础上,逐渐建立了量子密码的概念。
威纳斯与1970年提出,可利用单量子不可复制的原理制造不可伪造的“电子钞票”。由于这个设想的实现需要长时间保存单量子态,这是不太现实的,因此,“电子钞票”的设想失败了。但是,单量子态虽然不好保存却可以用来传递信息,威纳斯的尝试威研究密码的科学家们一处了一种新的思路。
量子密码最基本的原理是“量子纠缠”——一个特殊的晶体将一个光子割裂成一对纠缠的光子。被爱因斯坦成为“神秘的远距离活动”的量子纠缠,是指粒子间即使相距遥远也是互相联结的。大多数量子密码通讯利用的都是光子的偏振特性。这一对纠缠的光子一般有两个不同的偏振方向,就像计算机语言里的“0”和“1”。根据量子力学原理,光子对中的光子的偏振方向是不确定的,只有当其中一个光子被测量和受到干扰,它才有明确的偏振方向,它代表“0”和“1”是随机的,但一旦它的偏振方向被确定,另一个光子就被确定为与之相关的偏振方向。当两端的检测器使用相同的设定参数时,发送者和接受者就可以收到相同的偏振信息,也就是相同的随机数字。
-----------名词解释----------
光子的偏振特性:光具有波粒二象性。光波是电磁波,电磁波是横波,光矢量的振动方向在与光的传播方向垂直的平面(M面)内。一般的人造光都是偏振光,光子在M面内只沿一个固定的方向振动;而自然光则是非偏振光,在M面内,光子沿各个方向振动,而且振幅相同。
光的相位:所谓相位是指光波在前进时光子呈现的交替的波形变化。同一种光波通过折射率不同的介质时,光的相位就会发生变化,波长个振幅也会发生变化。
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另外,量子力学认为粒子的基本属性存在于整个组合状态中,所以有纠缠的光子产生的密码只有通过发送器和接收器才能月底。者很容易被检测到,因为他们在偷走其中一个光子时不可避免地要扰乱整个系统。
真正的“独一无二”
当前,量子密码研究的核心内容,时如何利用量子技术在量子技术上安全可靠地分配密钥。所谓的“密钥”,在传统的密码术中就是指只有通讯双方掌握的随机数字串。
量子密钥分配,器安全性有“海森堡测不准原理”和“单量子不开复制定理”保证。“海森堡测不准原理”时量子力学的基本原理,它说明了观察者无法同时准确地测量待测物体的“位置”与“动量”。“单量子不开复制定理”是“海森堡测不准原理”的推论,它指在不知道量子状态的情况下复制单个量子是不可能的,约为要复制单个量子就只能先做测量,尔测量必然改变量子的状态。根据这个两个原理,即使量子密码不幸被电脑黑客截取,也因为测量过程中会改变量子状态,黑客得到的会使毫无意义的数据。
我们可以这样描绘科学家们关于“量子密码”的设想:有电磁能产生的量子(如光子)可以充当为密码解码的一次性使用的“钥匙”。每个量子代表1比特含量的信息,量子的极化方式(波的运动方向)代表数字化的数码。量子一般能以四种方式极化,水平的和垂直的,而且互为一组;两条对角线的,也是互为一组。这样,每发送出一串量子,就代表一组数字化信息。而每次只送出一个量子,就可以有效地排除黑客窃取 更多的揭密“钥匙”的可能性。
假如,现在有一个窃密黑客开始向“量子密码”动手了,我们可以看到这样一场有趣的游戏:窃密黑客必须先用接受装置从发送出的一连串量子中“吸”去一个量子。这时,发射密码的一方就会发现发射出的量子流出现了空格。于是,窃密黑客未来弥补这个空格,不得不再发射一个量子。但是,由于“量子密码”时利用量子的极化方式编排密码的,根据量子力学原理,同时检测出同一个量子的四种极化方式时完全不可能的,窃密黑客不得不根据自己的猜测随便填补一个量子,这个量子由于极化方式的不同很快就会被发现。
密码术的发展
古希腊的斯巴达人将一条1厘米宽,20厘米左右长的羊皮带,以螺旋状绕在一根特定粗细的木棍上,然后将要传递的信息沿木棍纵轴方向从左到右写在羊皮带上。写完一行,将木棍旋转90度,再从左到右写,直到写完。最后将羊皮带从木棍上解下展开,羊皮带上排列的字符就是一段密码。不用说,信息的接受者也需要有根同等粗细的木棍。这样,即使羊皮带中途被截走,只要对方不知道棍子的粗细,所看到的也是一些零乱而无用的字句。
后来,人们渐渐开始利用数学计算方法,用复杂的数字串对信息进行加密。然而再复杂的数学密钥也可以找到规律。第一台现代计算机的诞生,就是为了破解复杂的数学密码。随着计算机的飞速发展,破译数学密码的难度也逐渐的降低。
1918年,美国科学家吉尔伯特&;#183;维纳姆发明了一种被人们成为“无懈可击的密码”的一次性密码。他用毫无规律可循数字或字母拉代替一段情报中的若干个字,而在以后发送情报时,不再重复使用这一套数字和字母随机编排的程序。
这种密码使用方式右明显的弱点。每次发送情报时,都需要重新编排一套加密和解密的程序,不便于操作。而且每次发送情报时,都需要巴这套程序同时发给指定的接受者。否则,就没有解码的钥匙;而这把解码的“钥匙”也需要进行加密和解码的设置,这样右出现了一把新的“钥匙”……
二战期间,纳粹德国就是用这种方式,进行信息的多重加密。结果,一次重复使用了同一把“钥匙”的疏忽,使极有耐心的英国情报员破译了德国人一连串的情报。
密码大战逼迫人们不得不向科技顶端寻找信息的安全保障。几乎在二战的战争硝烟飘散后不久,各国的科学家都不约而同地打起了物理学的主意。于是,真正无法破译的,最安全的密码终于诞生了。
量子密码的未来
目前,量子密码的全部研究还在实验室中,没有进入实用阶段。科学家已经在量子密码的相关研究中得到了一定进展,能在光纤中传递量子密码。在长距离的光纤传输中,光子的偏振特性会退化,造成误码率的增加。目前,实验中的量子密码的最大传输距离没有超过100公里。
除了最初利用光子的偏振特性进行编码外,现在还出现了一种新的编码方法——利用光子的相位进行编码。于偏振编码相比,相位编码的好处是对偏振态要求不那么苛刻。
要使这项技术可以操作,大体上需要经过这样的程序:在地面发射量子信息——通过大气层发送量子信号——卫星接受信号并转发到散步在世界各地的接受目标。这项技术面对的挑战之一,就是大气层站的空气分子会把量子一个个弹射到四面八方,很难让它们被指定的卫星吸收。
另外,这项技术还要面对“低温状态下加密且无法保证加密速度”的挑战。
期待技术成熟吧!
转载自《大科技》
外篇 标准化一代的科幻观
标准化一代的科幻观 /韩松 发表于
2005年第14期《读者》上,有《母语教育的忧思》一文,批判目前中国教育的制度,称高等教育入学考试的语文试卷,也照抄美国托福模式的客观题和标准化方法,把一切复杂问题简化为四项选择。这是一种是非题,是简单化和僵化的双胞胎。它只有一个标准答案。
同期又有一篇《一个学生家长的教育手记》。做学生的女儿问,一道数学题明明五步可以解完,老师为什么偏偏让我们解七步呢?家长于是问老师。老师回答:我们做教师的不光要把知识传授给学生,还要教育他们如何做人。一道数字题怎么解答看着是一件小事,可任其随心所欲下去就不得了了,尤其对一个女孩子来说,安分守己更为重要。
同期又刊发了《语文教学个案》一文。作者看到初三女儿的语文作业,感到吃惊。从题集中挑出两个例子,其一是贾平凹的《读书示小妹生日书》,有这样一段文字:“而今桌上、几上、案上、床上满是书籍,却常读十不能记下四五,这全是年龄所致也。”作业出的题目是:这段话可以用一句俗语概括,这句俗语是什么?其中的两个字形相同音不同,请写出这句俗语。其二,《人类需要梦想者》一文讲述的是居里夫人献身科学、不图私利的品德,其中有这样一段:美国记者到居里夫人实验室采访,居里夫人说出了世界上每一零星镭的所在地,记者问:“法国有多少呢?”“我的实验室只有一克。”“你只有一克吗?”“我,啊,我一点也没有。_____。”题目要求从下面四句话中挑一句填入横线处:A。这一克是属于人类科学事业的。B。这一克是属于法国的。C。这一克是属于实验室的。D。这一克是属于比埃尔。居里和我的。
上述两题的正确答案是什么呢?该文作者专门找了单位里的五个文学硕士和博士及两位老报人回答。第一题没有一个人能答上来。第二题五人答A,两人答B。结果都答错了。标准答案应该是C。作者评说,第一题,把一个鲜活的句子硬教人改成一句俗语,不是故意要人“参死句”吗?就是贾平凹本人怕一时半会儿也未必能答上来。第二题,回答A和B又有什么错呢?不也合情合理吗?我们的书本没有给孩子们思考问题的能力,更莫谈组织力、创造力。把时间花在找什么句子代替贾平凹一段文字,猜居里夫人说的是什么话上,他们能有开阔的视野和工作本领吗?
我觉得,《读者》里的这三篇文章,也有些像在影射我国的科幻,不觉脸上发烧。上述三件事中的主人公──中学生,不正是如今中国科幻的主力读者吗?在这种教育方法的训练下,他们会对科幻持什么态度,不是也可以推理出来吗?从目前主流科幻倡导的方向来看,他们中的不少人大概也就是四个标准答案中选一个吧,总之,是把科幻简单化。
传统来看,科幻是一个非常非常开放的体系,它不可能固定在一个标准的模式上。它的最大价值就是鼓励异端和疏离,展示一个神秘、模糊和不确定的新世界。记得还在1980年,中国曾出版《魔鬼三角与UFO》一书(王逢振、金涛编,海洋出版社出版),收录西方科幻小说,那时的标准是很多元化的,要比今天开放许多。作者有英国人、法国人、加拿大人和西班牙人,不像现在基本上就是美国人,而且动不动就首推杰克。威廉森。那本书里的作品样式和流派也很丰富,有经典的硬科幻,如克拉克著名的《太阳帆船》和阿西莫夫的机器人小说《镜像》;也有故事情节很强的,但科幻仅是“俗套”的背景式画面,如柯蒂斯。加兰的《魔鬼三角与UFO》;还有一些是缺乏所谓的“科幻内核”的,反映的主题按今天的标准来看也很“难懂”,如布拉德伯里的《火气球》,探讨火星上的宗教问题,如威廉。泰恩的《地球的解放》,讽喻大国争霸世界;还有社会类型的科幻,如考恩布鲁斯的《鲨舟》,对海洋和陆地两种社会形态、对船队等级和议会制度有很精到和微妙的描写;还有的作品,不知如何归类,科幻完全被抽象化了,仅以象征主义的手法表示,如彼埃尔。布勒的《E=mc?》,写爱因斯坦、费米等人发现核裂变的经过,最后描写到,在广岛,铀花一片片降下,把日本人淹没,居民把孩子高高托出,脸上挂满微笑。后面的这些科幻,要按照今天的标准,都太艰涩,太深奥,太阳春白雪,因此,是无法取悦绝大部分读者的,读者就算读了,也会感到了然无趣,个别认真的在挑了科技硬伤之后,再扔来大把砖头。总之,要按照现今中国的科幻标准,西方科幻史上有许多伟大的作品,是不入流的。那么,今天的读者比上世纪纪80年代的读者退步了吗?不,或许不能这么说,这也许是一种更深刻的进步吧。新的也是更伟大的阅读趣味或许正在产生之中。不管怎么说,如果让现今这帮孩子来担任出版社或者杂志社的总编,上述那些文章大概是不能发表的,那样的书也是不能出版的。一个时代有一个时代的标准,作为作者,我们只能迎合。
其实这也不是新鲜事情。把世界上的所有事物预先就设定为主流和非主流,这是中国人习惯的做法。比如,《人民日报》是主流的,《南方周末》是非主流的。按照《人民日报》说的去做,就会活下来。按照《南方周末》说的去做,就会死定了。中国官员为什么会按照一个路子去思维,而没有自己的个性语言呢?因为只需要他们拿着《人民日报》上讲台做报告便行了。这是这个国家的特色。
这是否已经成为了民族的基因,还有待中科院的专家检验,但遗憾的是这些专家不看科幻,更不看社会科幻。不管怎么说,欣赏趣味的单一化,接受方式的同质化,立场态度的自我中心化,行为模式的跟风化,是目前整个中国社会的发展趋势,对之我们大概只能适应,而不能苛求和批评。新一代人必定会以的标准,来限制他们不喜欢的新表述,来扼杀他们不习惯的新事物。他们不愿意、也没有能力去理解别人。不同于《人民日报》的标准,这是另一种标准,是我们还说不清楚的某种东西。但骨子里并没有变,或只能说是变本加厉。新一代中国人口口声声更加讲究民主自由,却在行为上必定会拒绝令他们感到不舒服的东西,拒绝大多数陌生、异样的存在。但是,未来正是年轻人的。对此我们只能习惯。
差异化仅仅是一个梦想。不仅在科幻读者那里,在许多地方都一样。比如,在我服务的新闻单位,就有这样的年轻记者,他们义愤填膺地宣称,凡是的做的事情,就不要报道啦。比如,在全党搞员先进性教育,成立浦
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