《黑洞旅行》課件

黑洞旅行霍金黑洞旅行1《黑洞旅行》ppt課件2《黑洞旅行》ppt課件3《黑洞旅行》ppt課件4斯蒂芬·威廉·霍金

StephenWilliamHawking（1942年1月8日至2018年3月14日）男，出生于英國牛津，英國劍橋大學(xué)著名物理學(xué)家，現(xiàn)代最偉大的物理學(xué)家之一、20世紀(jì)享有國際盛譽(yù)的偉人之一。2018年3月14日，霍金逝世，享年76歲?；艚鹗攀篮?，引發(fā)全球各界悼念。其葬禮將于3月31日在劍橋大學(xué)舉行，其骨灰將至于著名科學(xué)家牛頓、達(dá)爾文旁。斯蒂芬·威廉·霍金StephenW5職業(yè)：物理學(xué)家、宇宙學(xué)家、數(shù)學(xué)家、思想家、哲學(xué)家研究領(lǐng)域：天體物理學(xué)、理論物理學(xué)、數(shù)學(xué)著名理論：黑洞、霍金輻射主要成就：總統(tǒng)自由勛章（2009）/科普利獎（2006）/沃爾夫物理獎（1988）/愛因斯坦獎?wù)拢?978）/發(fā)現(xiàn)霍金輻射、提出無邊界條件猜想代表作品：《時間簡史》《果殼中的宇宙》《大設(shè)計(jì)》《我的簡史》《超時空和超重力》《空間——時間的大比例結(jié)構(gòu)》《廣義相對論：愛因斯坦百年評論》職業(yè)：物理學(xué)家、宇宙學(xué)家、數(shù)學(xué)家、思想家、哲學(xué)家6人生臺歷：1942年1月8日生于劍橋1950年舉家遷往圣奧爾本斯1959年入牛津大學(xué)1962年牛津畢業(yè)，去劍橋讀研究生1963年被診斷患肌萎縮性側(cè)索硬化癥（ALS）1965年獲劍橋博士學(xué)位，與珍妮.懷爾德（簡.瓦爾德）結(jié)婚；1967年長子羅伯特出生人生臺歷：71970年女兒露西出生/開始使用輪椅,1973年首部著作《空時的大型結(jié)構(gòu)》出版1974年宣布發(fā)現(xiàn)黑洞輻射，成為皇家學(xué)會會員1977年被任命為劍橋大學(xué)引力物理學(xué)教授1979年次子蒂莫西出生/被任命為劍橋大學(xué)盧卡斯數(shù)學(xué)教授/《廣義相對論評述:紀(jì)念愛因斯坦百年誕辰》出版1981年參加梵蒂岡宇宙學(xué)大會，宣布無邊界構(gòu)想/《超時空和超引力》出版/被授予大英帝國高級騎士1970年女兒露西出生/開始使用輪椅,1973年首部著作《空81985年在瑞士病倒/實(shí)行氣管造口手術(shù)從而失去語言能力，使用帶造音器的計(jì)算機(jī)1988年《時間簡史:從大爆炸到黑洞》出版/獲沃爾夫基金獎1989年被授予大英帝國榮譽(yù)爵士1990年與妻子離異,1991年《時間簡史》同名電影上映1993年《“黑洞與嬰兒宇宙”及其他論文》出版1985年在瑞士病倒/實(shí)行氣管造口手術(shù)從而失去語言能力，使用9[解讀霍金]史蒂芬·霍金——宇宙之謎的探索者史蒂芬·霍金1942年1月1日出生于英國的牛津，這是一個特殊的日子，現(xiàn)代科學(xué)的奠基人伽利略正是逝世于300年前的同一天。[解讀霍金]10

霍金在牛津大學(xué)畢業(yè)后即到劍橋大學(xué)讀研究生，這時他被診斷患了“盧伽雷病”（肌肉萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥，運(yùn)動神經(jīng)元疾?。?，不久，就完全癱瘓了?；艚鸷髞碚f：當(dāng)你面臨夭折的可能性時，你就會意識到，生命是何等寶貴，多少事情你還沒有完成。1985年，骨瘦如柴的霍金又因肺炎進(jìn)行了穿氣管手術(shù)，此后，他完全喪失說話能力，依靠安裝在輪椅上的一個小對話機(jī)和語言合成器與人進(jìn)行交談；看書必須依賴一種翻書頁的機(jī)器，讀文獻(xiàn)時需要請人將每一頁都攤在大桌子上，然后他驅(qū)動輪椅如蠶吃桑葉般地逐頁閱讀……霍金在牛津大學(xué)畢業(yè)后即到劍橋大學(xué)讀研究生，這時他11[霍金的傳奇也源于他不平凡的人生經(jīng)歷]霍金正是在這種一般人難以置信的艱難中，成為世界公認(rèn)的引力物理科學(xué)巨人。霍金在劍橋大學(xué)任牛頓曾擔(dān)任過的盧卡遜數(shù)學(xué)講座教授之職，他的黑洞蒸發(fā)理論和量子宇宙論不僅震動了自然科學(xué)界，并且對哲學(xué)和宗教也有深遠(yuǎn)影響。從宇宙大爆炸的奇點(diǎn)到黑洞輻射機(jī)制，霍金對量子宇宙論的發(fā)展作出了杰出的貢獻(xiàn)。他的目標(biāo)是解決從牛頓以來一直困擾人類的“第一推力”問題。他的宇宙模型是一個封閉的無邊界的有限的四維時空——不需要上帝的第一推力，宇宙的演化完全取決于物理定律。[霍金的傳奇也源于他不平凡的人生經(jīng)歷]霍金正是在12耐人尋味的是，霍金的宇宙論事實(shí)上使上帝沒有存身之處，但梵蒂岡教廷仍對他表示了敬意。在承認(rèn)了對伽利略審判的錯誤之后，教廷科學(xué)院又選舉霍金為該院院士。世俗的偏見和神學(xué)的權(quán)威，都不能阻擋科學(xué)的透射力?；艚饒?jiān)信，關(guān)于宇宙的起源和命運(yùn)的基本思想可以不用數(shù)學(xué)來陳述，而且沒有受過專業(yè)訓(xùn)練的人也能理解。他曾在通俗演講里，生動地向聽眾解釋“利用光速，從‘黑洞’進(jìn)去，從‘白洞’到宇宙另一區(qū)域去作時空旅行”的設(shè)計(jì)，是有趣的科學(xué)幻想，而現(xiàn)實(shí)卻是難以做到的簡明道理。耐人尋味的是，霍金的宇宙論事實(shí)上使上帝沒有存身13經(jīng)過數(shù)年的辛勤寫作和修改，于1988年4月正式出版宇宙論科普驚世著作《時間簡史：從大爆炸到黑洞》。書中引導(dǎo)讀者遨游外層空間奇異領(lǐng)域，對遙遠(yuǎn)星系、黑洞、夸克、大統(tǒng)一理論、“帶味”粒子和“自旋”的粒子、反物質(zhì)、“時間箭頭”等進(jìn)行探索。至1995年10月，該書已用33種文字發(fā)行2500萬冊，如今在西方，自稱受過教育的人若沒有讀過這本書，會被人看不起。醫(yī)生曾診斷身患絕癥的霍金只能活兩年，他之所以能支持到現(xiàn)在并取得卓越成就，最主要的是他具有強(qiáng)烈的使命感和極其堅(jiān)強(qiáng)的意志?；艚鸬囊簧?，是人類意志力的記錄，是科學(xué)精神創(chuàng)造的奇跡。

經(jīng)過數(shù)年的辛勤寫作和修改，于1988年4月正式14《黑洞旅行》ppt課件15《黑洞旅行》ppt課件16《黑洞旅行》ppt課件17《黑洞旅行》ppt課件18《黑洞旅行》ppt課件19霍金預(yù)言時間表2032年地球進(jìn)入冰河時代，全球氣候變暖。2060年人類必須離開地球。2100年人類進(jìn)入外太空，新人種出現(xiàn)。2215年地球?qū)⒚媾R災(zāi)難性毀滅。2600年地球變成熾熱的"火球"?；艚痤A(yù)言時間表201.字音遨（áo）游恐怖（bù）逃逸（yì）拉曳（yè）畸（jī）變區(qū)域（yù）徘（pái）徊（huái）氫（qīng）氦（hài）譬（pì）如迄（qì）今

2.字形畸(jī)畸形犄(jī)犄角(桌角)牛犄(牛角)掎(jǐ)掎(拖住,牽住)角之勢

1.字音211、說說自己所了解的黑洞。2、閱讀文本并圈劃例題中的有關(guān)語句，找出關(guān)鍵信息，如理論依據(jù)，黑洞演變過程等。了解其在行文及推理中的作用。3、討論例題答案，進(jìn)而體會霍金嚴(yán)密的科學(xué)推理。信息整合與分析1、說說自己所了解的黑洞。信息整合與分析22黑洞確實(shí)存在，黑洞旅行有可能，但目前行不通?？茖W(xué)現(xiàn)實(shí)：黑洞確存在（1—4）空間可旅行目前行不通開篇點(diǎn)題，引人入勝（引起下文）其科學(xué)根據(jù)是什么？黑洞確實(shí)存在，黑洞旅行有可能，但目前行不通?？茖W(xué)現(xiàn)實(shí)：空間可231、約翰·米歇爾的引力對光線的不自治理論：米歇爾推論道，也許可能有這樣的一顆恒星，它的質(zhì)量足夠大而尺度足夠小，這樣它的逃逸速度就比光速還大。因?yàn)閺脑摵阈潜砻姘l(fā)出的光會被恒星的引力場拉曳回去，所以它不能到達(dá)我們這里，因此我們不能看到這顆恒星。然而，我們可以根據(jù)它的引力場作用到附近物體上的效應(yīng)檢測到它的存在。1、約翰·米歇爾的引力對光線的不自治理論：米歇爾推論道，也許242、根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論推導(dǎo)出來的引力對光線的自洽理論認(rèn)為：如果太陽被收縮到只有幾英里的尺度，從太陽表面發(fā)出的光線不能逃逸出來，它被太陽的引力場拉曳回去。根據(jù)相對論，沒有東西可以比光旅行得更快，這樣就存在一個任何東西都不能逃逸的區(qū)域。這個區(qū)域就叫做黑洞。2、根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論推導(dǎo)出來的引力對光線的自洽理論認(rèn)25科學(xué)剖析：黑洞能形成（5—13）恒星耗盡燃料引力造成恒星坍塌層層剝繭，深入淺出。（生動幽默）概括黑洞形成過程作者根據(jù)量子力學(xué)的不確定性原理又推導(dǎo)出了一個什么結(jié)論？科學(xué)剖析：恒星耗盡燃料層層剝繭，概括黑洞形成過程作者根據(jù)量子26

“山窮水盡”（黑洞是“旅行者有去無歸的國度”）之時，作者又通過量子力學(xué)的不確定性原理使之“柳暗花明”。

霍金指出：以上理論是建立在愛因斯坦廣義相對論的基礎(chǔ)之上的，它不可能完全正確。于是引入量子力學(xué)的不確定性原理：“粒子不能同時把位置和速度都很好地定義。你把一顆粒子的位置測量得越精確，則對它的速度就測量得越不精確，反之亦然?！薄吧礁F水盡”（黑洞是“旅行者有去無歸的國27

并據(jù)此得出結(jié)論：粒子和輻射可以逃逸，對于那些落入黑洞的物體（還可能包括空間飛船），會出發(fā)到它們自身的微小的嬰兒宇宙中去。嬰兒宇宙與宇宙中我們的區(qū)域分叉后又重新連接。即：“另外一個黑洞形成并隨后蒸發(fā)掉。落進(jìn)一個黑洞的粒子會作為從另一個黑洞發(fā)射的粒子而出現(xiàn)，反之亦然?！辈?jù)此得出結(jié)論：粒子和輻射可以逃逸，對于28本文的推理思路：約翰·米歇爾的引力對光線的不自治理論廣義相對論下的引力對光線效應(yīng)之自治理論黑洞理論黑洞存在的可能性黑洞的形成、白洞—→量子力學(xué)的不確定性原理（逃逸——嬰兒宇宙）本文的推理思路：約翰·米歇爾的黑洞理論—→量子力學(xué)的不確定29進(jìn)一步把握《黑洞旅行》的結(jié)構(gòu)和文意１．語言準(zhǔn)確準(zhǔn)確的語言是說明文的最基本要求，精確和模糊是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的兩極。進(jìn)一步把握《黑洞旅行》的１．語言準(zhǔn)確30

如：第六段“地球的逃逸速度大約為每秒七英里，太陽的逃逸速度大約為每秒一百英里。這兩個速度都比實(shí)際炮彈的速度大，但是它們比起光速來就太小了，光速是每秒186000英里。這表明引力對光的影響甚微，光可以毫無困難地從地球或太陽逃逸?！闭Z句中，連用了三個數(shù)據(jù)，光速時精確數(shù)據(jù)，而太陽和地球的逃逸速度則用了“大約”一詞，是模糊數(shù)據(jù)，這三個數(shù)據(jù)都體現(xiàn)了語言的準(zhǔn)確性。如：第六段“地球的逃逸速度大約為每秒七31

另外，如“米歇爾推論道，也許可能有這樣的一顆恒星，它的質(zhì)量足夠大而尺度足夠小，這樣它的逃逸速度就比光速還大?！币痪?，“推論”一詞說明該觀點(diǎn)是根據(jù)有關(guān)理論推導(dǎo)而來的，并沒有證據(jù)可以驗(yàn)證；“也許可能”強(qiáng)調(diào)了不確定性，如果刪去，則有失準(zhǔn)確嚴(yán)密另外，如“米歇爾推論道，也許可能有這樣的32

本文不是數(shù)據(jù)和理論的堆砌，霍金的幽默詼諧增加了演講的趣味性，密切了與聽眾的交流。２．用語幽默詼