宇宙的未来(2)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Z m,宇宙的未来,史蒂芬,霍金,导入,我们肉眼能看见的恒星约,3000,颗左右。所有星都和太阳一样由稀薄的星际物质凝聚而成，是天空的核电站。恒星的质量主宰着恒星一生的命远，恒星的诞生、演化直到消亡的全过程，就是质量持续转化为能量的过程。所以，星系是非常神秘的，直今为止，还有许许多多的秘密还不为人知。它们，正等待着人们去探索。,斯蒂芬,霍金是继爱因斯坦之后最杰出的物理学家,1942,年出生于英国牛津，先后就读于牛津大学和剑桥大学，学习数学、物理学和宇宙学。,1963,年，霍金经诊断得了肌萎缩性侧索硬化症。这种病会引起肌肉萎缩，导致瘫痪；说话会越来越困难，直至完全丧失语言能力；患者通常因并发肺炎或窒息而死亡。不过，患者的思维能力包括记忆能力不受影响。医生告诉霍金他最多只能活两年。在经历了一段短暂的失望和沮丧后，霍金又开始了他的宇宙学研究。霍金后来在,相对论、,“,大爆炸,”,和黑洞,等领域取得了突出的研究成果。霍金,1988,年,出版的宇宙学著作,时间简史：从大爆炸到黑洞,，是一部,里程碑式,的畅销书。霍金被确诊患病已,30,多年，但他仍孜孜于宇宙起源的理论研究，仍在为大统一理论而耕耘不已。霍金现任剑桥大学卢卡斯数学教授，这也是牛顿爵士曾担任过的职位。,作者简介,他的成功,当然离不开他的天才,但那种不向厄运低头的精神,是没有人不敬佩的,.,由此可见,人的精神力量是难以想象的。,宇宙的形状,广义相对论认为宇宙可以向三个方向中的任意一方向,弯曲，这取决于物质的密度。简言之，宇宙可能是扁平,的，也可能向内弯曲而两边相碰，或者向外弯曲成马鞍,状。无论是哪一种弯曲，其根源都在于力的作用。牛顿,向人们揭示了万有引力，这种力使星体之间以及星系之,间都相互吸引，所以，宇宙自,150,亿年前大爆炸以来，虽,然一直在膨胀，但引力会让膨胀的脚步慢慢下来。然,而，通过哈勃太空望远镜拍摄的一颗遥远的恒星正在爆,发的照片，却首次让科学家们获得了证明整个宇宙曾经,存在，并且依然存在神秘的,“,负引力,”,的直接证据,.,宇宙的未来之说一,探索宇宙奥秘的道路有很多条。小宇宙之外还有多,宇宙。这方面有量子力学多宇宙体系、广义相对论多宇,宙体系和涡轮增压多宇宙体系等。根据量子力学对多宇,宙的诠释，宇宙的多产性已达到令人难以置信的程度。,因为宇宙中每一个粒子在每一瞬间都会产生许多新的宇,宙，每个新宇宙在下个瞬间又会再次分裂。许多物理学,家据此认为正在平行发展的宇宙远远超大型出我们的计,算能力。,宇宙的未来之说二,还有一些学者认为早就存在一个原宇宙，在宇宙刚,诞生时，原宇宙的强大能量度声也许对宇宙的扩张产生,了涡轮增压作用。这种压力作用迫使宇宙急速爆裂中冒,出来的不断膨胀的泡泡。同我们的宇宙一样，其他类似,泡泡的宇宙也可以很容易地形成。这里讲多宇宙的存,在，目的是要指出在宇宙之外不是绝对真空，它是处,于广阔步无限的能量声中。,教学目标,1.,读懂本演讲录的内容。,2.,学习本文生动、幽默的演讲风格。,3.,感受科学精神，增进科学素养。,重难点,1.,提炼本文的要点，增强概括能力。,2.,探究本文的内涵，增强分析能力。,目标、重难点,本文是史蒂芬,霍金,1991,年,1,月在剑桥大学的一次演讲录。这篇演讲，从古代巫师的预言，谈到近代宗教的预言，然后过渡到自己对宇宙未来的预言，结构严谨，重点突出。作者运用天体物理学理论，对宇宙未来作出了两种预测，一是继续膨胀下去；二是收缩以至坍缩成一个点。是膨胀还是收缩，取决于宇宙的平均密度。,“,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，而时间就会在大挤压处终结。,”,可,“,现在密度似乎非常接近于把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度,”,，所以两种结果都有可能。,本文重点是谈,作者对宇宙的未来作出的科学预言,，阅读时要准确地筛选出这些预言的,观点,和支撑这些观点的,材料,。同时，还应该体会这篇讲演在语言上的,幽默,特点。,本文重点,用一句话简要地说出本文讲了什么。,明确：,本文讲的是宇宙的未来问题，预测了两种结局：或膨胀，或收缩。,通读全文，总体感知,提炼出要点,方法：,或者摘录文中的语句，或者用自己的语言组织。,明确要点：,科学家有信心预言未来。,巫师的预言模棱两可，宗教的预言屡测屡败。,物理方程、制约大脑的方程具有混沌性，因此我们不能预言人类；而宇宙的行为在非常大尺度下却是简单的，而不是混沌的，因此我们可以预言宇宙遥远的未来。,宇宙的未来有两种可能，一是继续膨胀下去，二是收缩以至坍缩成一个点。是膨胀还是坍缩，取决于宇宙的平均密度。,宇宙现在的密度非常接近于把坍缩和膨胀区分开来的临界点上，所以两种可能都会发生。,问题探索,文段,8,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,”,?,为什么第,10,段又说,“,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,”,?,明确：,“,因为物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质,”,，,“,方程可能是不稳定的,”,；同样，,“,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,”,。,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,”,?,明确：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,”,。,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有何不同,?,明确：前者是有科学根据的，是运用天体物理学理论进行的科学推测，科学预言；而后者是没有科学根据可言的。,其实，从上面的题目就可知道，人类社会的未来根本就是无法预言的，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。,对宇宙未来的预言，关键是要弄清宇宙的什么问题,?,明确：,“,对宇宙未来的预言，其关键问题在于：平均密度是多少。,”,作者认为宇宙的未来会是怎样的,?,明确：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,本文在论述过程中，常常用一些生动的比喻来说明事理。下列两个比喻句各自说明了什么道理,?,想一想,1,、,“,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。,”,明确：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,”,。,2,、,“,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。,”,明确：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。,用比喻的方式将深奥的理论说得通俗易懂,总结比喻的作用,下面这段话引自霍金,2002,年,8,月,15,日在浙江大学的公众演讲,膜的新奇世界,，读后请用其中的原句提炼本段的要点，并同课文做比较阅读，说说霍金在介绍深奥理论时喜欢采用什么方式来让听众听明白,?,“,按照我的意见，膜世界启始的更远为吸引人的解释是，它作为真空中的起伏而自发产生。膜的产生有点像沸腾水中蒸气泡的形成。水液体中包含亿万个,H2O,分子，它们在最靠近的邻居之间耦合，并且挤在一起。当水被加热上去，分子运动得更加快，并且相互弹开。这些碰撞偶然赋予分子如此高的速度，使得它们中的一群能摆脱它们的键，形成热水围绕着的蒸气小泡泡。泡泡将以随机的方式长大或缩小，这时液体中来的更多的分子参与到蒸气中去，或者相反的过程。大多数小蒸气泡将会重新塌缩成液体，但是有一些会长大到一定的临界尺度，超过该尺度泡泡几乎肯定会继续成长。我们在沸腾时观察到的正是这些巨大的膨胀的泡泡。,”,拓展,明确：,体现本段要点的句子是“膜的产生有点像沸腾水中蒸气泡的形成。”作者喜欢用比喻的方式将深奥的理论说得通俗易懂。,在,果壳中的宇宙,一书中，霍金引用了莎士比亚戏剧,哈姆雷特,里一句充满诗意的台词：,“,我即使被关在果壳里，仍自以为是无限空间之王,!,”,这句台词形象地道出了霍金的崇高精神追求，使人们亲眼看到了,“,果壳,”,中的那个挑战命运的不屈的灵魂。他曾说：,“,只要有智慧和精神在，没有什么能打倒自己。身体的健康固然重要，心灵的健康也会给你无穷的力量。,”,在少年霍金的心中，崇拜的不是歌星或球星，而是贝特朗,罗素，一位不知疲倦的思想家、哲学家和科学家。,作业,1.,仿照本文幽默风趣的语言风格，写一个演讲片段,2.,阅读霍金的名著,时间简史,、,果壳中的宇宙,