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13宇宙的未来,置身小小寰球,仰视浩渺星空,只觉奥妙无穷,玄机无限。是谁在这暗蓝的天幕上镶嵌了无数的星星?那茫茫的银河何处是岸?这深不可测的宇宙从何而来?又将归向何处?这些问题让一代代的人们困惑。直到20世纪现代宇宙学诞生,人们才有了一个朦胧的答案。本文是当代理论物理学家霍金对宇宙的一些看法与预见,他从大爆炸理论的角度阐释了宇宙的特点。,新课助读,自主梳理,本文是霍金1991年1月在剑桥大学一次讲演的记录。这篇讲演,从古代巫师的预言,谈到近代宗教预言,再过渡到对宇宙未来的讨论,主要探讨了宇宙未来的两种命运:一是继续膨胀下去,一是收缩以至于坍缩成一个点。膨胀还是坍缩,取决于宇宙的平均密度。在课文节选的部分,作者先从古代的巫术和近代的宗教预言谈起,引出话题,说明从科学的角度谈论宇宙的未来是非常严肃的事,科学有别于宗教的地方是它的求实精神。探讨宇宙是继续膨胀还是有可能坍缩是这篇讲演的主体部分,计算宇宙的密度又是这一主体部分的关键,有关宇宙中物质密度临界值的探讨,则把问题引向深入。最后,介绍两种新的理论人择原理和暴涨理论,体现了科学界最新的探索。,新课助读,自主梳理,史蒂芬霍金,英国理论物理学家,1942年1月生于英国的牛津。先后在牛津大学物理系和剑桥大学物理系学习,23岁获博士学位。21岁时,患上一种运动神经细胞病,以致全身不能动弹,不能说话。他身残志坚,在大爆炸、黑洞等宇宙学理论上取得了举世瞩目的成就,被誉为当代的爱因斯坦。他的科普著作时间简史在全世界行销数千万册,极大地增进了人们对宇宙的认识。大爆炸理论:1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论。该理论认为整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中,后来发生了大爆炸,碎片向四面八方散开,形成了今天的宇宙。从此之后,大爆炸理论成为众多科学家争论的焦点。,新课助读,自主梳理,1.注字音,新课助读,自主梳理,2.写汉字,新课助读,自主梳理,3.解词义模棱两可:对事情不置可否,这样也行,那样也行,没有明确的态度或意见。臭名昭著:坏名声人人都知道。感恩戴德:对别人所给的恩德表示感激。万无一失:绝对不会出差错。,新课助读,自主梳理,4.辨用法(1)制约限制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。从2014年开始至2020年,湖南省所有城镇原则上全面放开落户限制,长沙市、衡阳市可结合本地实际确定中心城区落户条件。提示两者都是动词,都含有“管制”“约束”的意思,但词义略有不同。“制约”,限制约束,一方的存在以另一方为条件。“限制”,规定范围,不许超过。,新课助读,自主梳理,(2)恍惚朦胧电脑特效做得也太细腻逼真了,恍惚中以为自己在看一部纪录片一样的电影。这幅作品具有极强的审美价值,整体展现出一种朦胧的意境。提示两者都有“不清楚、不真切”的意思,但使用对象不同。“恍惚”,神志不清,精神不集中。多用来形容人的精神状态。“朦胧”,不清楚,不明了。可以形容人,也可以形容事物。,(3)百思不解大惑不解可是临到你百思不解,要问个水落石出的时候,他又慨叹起来:“经验啊!经验啊!”话到嘴边又停住了。姜、蒜、绿豆等日常生活必需的农产品,一夜之间价格翻番,令市民大惑不解。提示两者都有“不明白”的意思,但词义的侧重点不同。“百思不解”,反复思索,仍然不能理解。强调的是思索的过程。“大惑不解”,极为疑惑,不能理解。强调的是让人迷惑。,新课助读,自主梳理,句段点评,多维探究,结构图解,审美鉴赏,1.在非常早的时代,预言未来是先知或者女巫的职责。这些通常是被毒药或火山隙溢出的气体弄得精神恍惚的女人。周围的牧师把她们的咒语翻译出来,而真正的技巧在于解释。点评:这段话与后文“古希腊的德勒菲的著名巫师以模棱两可而臭名昭著”呼应,揭示了古代“预言家”的荒谬。在作者看来,古代用女巫预言未来是带有迷信色彩的。女巫把自己“弄得精神恍惚”,不过是为了增加点神秘色彩而已。“真正的技巧在于解释”,所谓解释,不过是运用“模棱两可”糊弄人的一种文字游戏。从后文的例子中可以得知。,句段点评,多维探究,结构图解,审美鉴赏,2.这些日期使股票市场下跌。虽然它使我百思不解,为何世界的终结会使人愿意用股票来换钱,假定你在世界末日什么也带不走的话。点评:因为有预言说世界面临末日,于是股票市场下跌。既然世界的终结会使人灭亡,股票值钱与否还有什么意义?这段话让人在笑声中悟到人类自身的某些缺陷和某些思维误区的自相矛盾,也体现了霍金语言的幽默机智。演讲是思想的交流,尤其是这类涉及高深科学思想的演讲,需要用深入浅出、生动风趣的语言,才能给听众带来如沐春风的感受。,句段点评,多维探究,结构图解,审美鉴赏,3.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。点评:作者用“轮赌盘”来比喻“物理方程”,用“轮赌盘”上的数字来比喻“物理方程的解”。因为“物理方程”是不稳定的,所以“物理方程的解”也具有不稳定性。作者借助形象的比喻说明这样的科学道理:我们目前还不知道“制约宇宙的有关定律”。即使知道了,它的“物理方程的解”也会出现混沌性质,不可能有确解。,句段点评,多维探究,结构图解,审美鉴赏,1.霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点?提示:宇宙的膨胀或坍缩与宇宙的平均密度有关,如果平均密度小于某个临界值,宇宙就会永远膨胀;如果平均密度大于该临界值,宇宙就会坍缩,时间本身就会终结。在螺旋星系和星系团中应该存在某种看不见的暗物质,它的引力吸引足以把高速旋转的星系牢牢抓住,不至于使这些星系或星系团飞散开去。如果宇宙继续膨胀下去,五十亿年后,太阳将耗尽它的核燃料,变成一颗白矮星。在大约一百亿年后,具有太阳质量的恒星将变成白矮星或中子星,具有更大质量的恒星会变成黑洞。黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞,只要有足够长的时间,巨大的黑洞也可以“蒸发”掉。,句段点评,多维探究,结构图解,审美鉴赏,在星系或星系团之外,应该存在足够的暗物质,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。2.你是怎样看待霍金对宇宙未来的预言的?提示:霍金的观点只是一家之言,只是一种推测,目前无法得到证实。其他科学家站在另外的角度来思考、假设,或许会有不同的结论,不同的发现。所以我们对霍金的观点可以学习,可以接受,但不能迷信,不能束缚自己的思维。,句段点评,多维探究,结构图解,审美鉴赏,句段点评,多维探究,结构图解,审美鉴赏,风趣幽默的语言,科学严谨的推论预言宇宙的未来,虽然是一个严肃的科学话题,但如果就事论事,很容易枯燥乏味。讲演需要激起听众的兴趣。讲演者从古代的巫术和近代的宗教预言谈起,既增加了趣味性,又深化了讲演的主题,在与巫术的对比中,更显出了科学的求实精神。讲演是面对面的交流,如果不注意讲演的语言艺术,就达不到好的表达效果。这篇讲演,语言幽默,创造了一种轻松愉快的气氛,使所阐发的事理更容易为听众接受。如“我比其他的末日预言者更占便宜。即便宇宙将要坍缩,我可以满怀信心地预言,它至少在一百亿年内不会停止膨胀。我预料那时自己不会留在世上被证明是错的”,以庆幸自己会逃脱干系的自嘲式的幽默,传达出宇宙“至少在一百亿年内不会停止膨胀”的重要信息。,句段点评,多维探究,结构图解,审美鉴赏,作为一篇科学讲演,其最终目的是让人信服。本文严谨的推理,增强了说服力。宇宙虽然复杂,但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是决定其命运的关键因素,然而,确定这一点非常不易。演讲者从可见物质谈到暗物质,从成熟的理论谈到科学假说,把问题讲得明白透彻。没有做出一个明确的预言,也说明了演讲者严谨的科学态度。,美文品读,素材积累,宇宙思维轮椅秦宇慧史蒂芬霍金,出生于1942年1月8日。儿童时期的霍金是矮小瘦弱的,然而如果有人想因此欺侮他,将得到毫不犹豫的反击。他在学校经常衣服散乱,衣领上带着墨水的痕迹;他喜欢与人讲话,急于表达自己的思想,为此反而显得语意含混;他的成绩并不十分出色,不过老师们公认他是一个十分聪明的学生。霍金热衷于搞清楚一切事情的来龙去脉,因此当他看到一件新奇的东西时总喜欢把它拆开,把每个零件的结构都弄个明白不过他往往很难再把它装回原样,因为他的手脚远不如头脑那样灵活,甚至写出来的字在班上也是有名的潦草。霍金从十二岁之后开始迷恋设计庞大复杂的游戏。他相信世界是运转在各种规则中的,而探索世界的运转规则则在以后成为他毕生的兴趣和生命的支点。,美文品读,素材积累,霍金在十七岁时进入牛津大学学习物理。他仍旧不是一个用功的学生。在牛津学习的最后一年,史蒂芬霍金发现自己的行动越来越笨拙,他无缘无故地从楼梯上摔下来,差一点因此失去记忆。最终医生诊断他患了卢伽雷氏病,即运动神经细胞病,并宣判这个21岁的青年恐怕活不了多久了。霍金后来说:当你面临死亡时,你就会意识到,生命是何等宝贵,多少事情你还没有完成。在与疾病对抗的同时,霍金开始沉入对世界的思索中,向爱因斯坦这位前辈伟人的相对论迈出批判的第一步。,美文品读,素材积累,霍金曾经告诉记者,他比患病前更加快乐,因为他找到了人生的价值所在,找到了生命的成就感,对人类知识做出了适度的却是有意义的贡献。不过,霍金的身体状况的确越来越糟糕,他渐渐失去了行动的能力,在1985年治疗肺炎的手术中,甚至失去了讲话的能力在一段时间内,他飞驰的思想只能被封闭在自己的大脑中。无法与人交流,这使他觉得生不如死。所幸的是,科技的发达最终使他得以借助电脑和语言合成器,重新表达自己的思想,甚至能够在众人面前演讲。,美文品读,素材积累,虽然身体的残疾日益严重,霍金却力图像普通人一样生活,完成自己所能做的任何事情。他甚至是活泼好动的这听来有点好笑,在他已经完全无法移动之后,他仍然坚持用唯一可以活动的手指驱动着轮椅在去往办公室的路上“横冲直撞”;在莫斯科的饭店中,他建议大家来跳舞,他在大厅里转动着轮椅的身影真是一大奇景;当与查尔斯王子会晤时,他旋转自己的轮椅来炫耀,结果压到了查尔斯王子的脚指头。当然,霍金也尝到过“自由”行动的恶果,这位量子引力的大师级人物,多次在微弱的地球引力作用下,跌下轮椅,甚至身受重创。然而,幸运的是,每一次他都能顽强地重新“站”起来。,美文品读,素材积累,霍金的顽强同样表现在他与世界各地的科学家们的一次次交锋中,而在许多时候,他最终被证明是正确的。于是,霍金这个名字渐渐在人类科学的世界显露出自己的光彩:1975年,教皇在梵蒂冈步下圣坛,将嘉奖“有杰出成就的年轻科学家”的勋章授予霍金,而他的前任在多年前曾经严酷地迫害过布鲁诺、伽利略;1985年,霍金被本行星上最古老的学术组织英国皇家学会吸纳为有史以来最年轻的院士;他在剑桥大学担任着牛顿曾经就职多年的重要教职,被世界公认为继爱因斯坦后最杰出的理论物理学家,是对20世纪人类观念产生了重大影响的人物。(有删改),美文品读,素材积累,品读提示疾病是人类最大的敌人,它摧垮了多少健康的体魄,让多少雄心壮志夭折在病榻上;然而疾病又是锻造真金的熔炉,它让霍金、海伦凯勒、史铁生等凤凰涅槃,获得了辉煌灿烂的人生。本文以简明的文字,回顾了霍金不平凡的人生历程,从中不难看出,对生命的珍视、顽强不屈的意志和乐观的生活态度,是成就事业的“秘籍”“真经”。,美文品读,素材积累,霍金是当代理论物理学方面的一位伟大的科学家。霍金的成功,不仅缘于他充满智慧的大脑,还缘于他超越常人的毅力和执着的精神。在科学史上有许多残疾科学家,但是像霍金这样残疾到这种程度的则绝无仅有21岁就患病,几十年被禁锢在特制的轮椅上,全身只有三个手指能活动,不能讲话,与人交流要靠计算机合成语言,有了新的想法也只能通过三个手指“敲击”进语言合成器里保存可就是这样一个重度残疾的人,却把研究的目标直指浩瀚的宇宙。,美文品读,素材积累,如果以“执着”“坚忍”为中心立意,可以积累如下语言素材。霍金曾说:“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。”在一次学术报告结束之际,一个年轻的女记者面对这位已在轮椅里生活了三十余年的科学巨匠,深深景仰之余,又不无悲悯地问:“霍金先生,卢伽雷氏病已将你永远固定在轮椅上,你不认为命运让你失去太多了吗?”不料霍金用他还能活动的手指,艰难地叩击键盘,敲出如下一段文字:我的手指还能活动,我的大脑还能思维;我有终生追求的理想,有我爱和爱我的亲人和朋友;对了,我还有一颗感恩的心,美文品读,素材积累,在果壳中的宇宙一书中,霍金引用了莎士比亚戏剧哈姆莱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”中那个挑战命运的不屈灵魂。少年霍金崇拜的不是歌星或球星,而是伯特兰罗素,一位不知疲倦的思想家、哲学家和科学家。霍金的朋友曾这样感慨:“可以相信,当他所热爱的东西都失去时,他不仅坚强地活着,而且伟大地活着,他带给我们的不仅仅是科学的智慧,还有人类最可贵的精神。”,
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