2023學(xué)年完整公開課版《宇宙的未來》

宇宙是什么

它從何而來

又向哪里去我是誰我從何而來又向哪里去?在中文里，“宇”是“上下四方”的意思，表示空間；“宙”是“古往今來”的意思，表示時(shí)間。宇宙的歷史，就是空間在時(shí)間上發(fā)展的過程。?宇宙的未來霍金?我們?nèi)庋勰芸匆姷暮阈羌s3000顆左右。所有星都和太陽一樣由稀薄的星際物質(zhì)凝聚而成，是天空的核電站。恒星的質(zhì)量主宰著恒星一生的命運(yùn)，恒星的誕生、演化直到消亡的全過程，就是質(zhì)量持續(xù)轉(zhuǎn)化為能量的過程。所以，星系是非常神秘的，直今為止，還有許許多多的秘密還不為人知。它們，正等待著人們?nèi)ヌ剿鳌?初讀----總體感知

結(jié)合注釋，通讀全文，讀后用一句話簡要地說出本文講了什么。明確：本文講的是宇宙的未來問題，預(yù)測(cè)了兩種結(jié)局：或膨脹，或收縮。

?再讀----提煉要點(diǎn)要求比上一次讀得細(xì)一些，邊讀邊給課文分段，明確作者講了幾層意思，并提煉出要點(diǎn)。提煉要點(diǎn)的方法是：或者摘錄文中的語句，或者用自己的語言組織。?明確：

要點(diǎn)依次為：①科學(xué)家有信心預(yù)言未來。②巫師的預(yù)言模棱兩可，宗教的預(yù)言屢測(cè)屢敗。③物理方程、制約大腦的方程具有混沌性，因此我們不能預(yù)言人類；而宇宙的行為在非常大尺度下卻是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來。④宇宙的未來有兩種可能，一是繼續(xù)膨脹下去，二是收縮以至坍縮成一個(gè)點(diǎn)。是膨脹還是坍縮，取決于宇宙的平均密度。⑤宇宙現(xiàn)在的密度非常接近于把坍縮和膨脹區(qū)分開來的臨界點(diǎn)上，所以兩種可能都會(huì)發(fā)生。?三讀----探究內(nèi)涵1作者在第8段中為什么說“即使知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來”為什么第10段又說“盡管我們知道制約人類行為的方程，但在實(shí)際上我們不能預(yù)言它”明確：“因?yàn)槲锢矸匠痰慕鈺?huì)呈現(xiàn)出一種稱作混沌的性質(zhì)”，“方程可能是不穩(wěn)定的”；同樣，“制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態(tài)的非常小的改變會(huì)導(dǎo)致非常不同的結(jié)果”。?宇宙混沌理論：宇宙本身處于混沌狀態(tài)，在其中某一部分中似乎并無關(guān)聯(lián)的事件間的沖突，會(huì)給宇宙的另一部分造成不可預(yù)測(cè)的后果。2為什么科學(xué)“不能預(yù)言人類社會(huì)的未來”，卻“可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來”明確：因?yàn)榍罢呤腔煦绲?，不確定的；而“宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來”。

?3作者對(duì)宇宙的未來的預(yù)言與巫師、宗教預(yù)言家對(duì)人類社會(huì)未來的預(yù)言有何不同明確：前者是有科學(xué)根據(jù)的，是運(yùn)用天體物理學(xué)理論進(jìn)行的科學(xué)推測(cè)，科學(xué)預(yù)言；而后者是沒有科學(xué)根據(jù)可言的?！鋵?shí)，從上面的題目就可知道，人類社會(huì)的未來根本就是無法預(yù)言的，因?yàn)榉匠淌腔煦绲模晕讕?、宗教預(yù)言家對(duì)人類社會(huì)的預(yù)言注定就是荒唐的。?4對(duì)宇宙未來的預(yù)言，關(guān)鍵是要弄清宇宙的什么問題明確：“對(duì)宇宙未來的預(yù)言，其關(guān)鍵問題在于：平均密度是多少。”?5作者認(rèn)為宇宙的未來會(huì)是怎樣的明確：會(huì)有兩種可能：“如果它比臨界值小，宇宙就將永遠(yuǎn)膨脹，但是如果它比臨界值大，宇宙就會(huì)坍縮?！?【自讀思考】1根據(jù)作者的論述，我們目前所能看到的宇宙物質(zhì)最多是“臨界值”的百分之一，似乎不足以使宇宙坍縮。然而作者又指出，“也許存在足夠的暗物質(zhì)，使宇宙最終坍縮”。宇宙中存在暗物質(zhì)的證據(jù)是什么作者又舉了哪兩種假說，說明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)?明確：宇宙中存在暗物質(zhì)“一個(gè)證據(jù)來自于螺旋星系”，“必須存在某種看不見的物質(zhì)形式，其引力吸引足以把這些旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住”；“另一個(gè)證據(jù)來自于星系團(tuán)”，“要不是引力吸引把星系抓到一起，這些星系團(tuán)就會(huì)飛散開去……所以，在星系團(tuán)中我們觀測(cè)到的星系以外必須存在額外的暗物質(zhì)”。作者為了說明現(xiàn)在的宇宙密度可能就在臨界狀態(tài)，列舉了兩種假說，“一種是所謂的人擇原理”，另一種是“極早期宇宙的暴漲理論”。?2本文在論述過程中，常常用一些生動(dòng)的比喻來說明事理。下列兩個(gè)比喻句各自說明了什么道理①“例如，如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)輪賭盤的方式，就會(huì)改變出來的數(shù)字。你在實(shí)際上不可能預(yù)言出來的數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會(huì)在賭場(chǎng)發(fā)財(cái)?！?/p>

明確：用這個(gè)比喻生動(dòng)地說明了“即使我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來”。?②“這有一點(diǎn)像是再投胎。如果有人聲稱一個(gè)新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢人們可以同樣地講，它是完全不同的生命?！泵鞔_：用這個(gè)比喻形象地說明宇宙在大擠壓處終結(jié)后，并不是任何發(fā)生在“之后”的事件都是另一個(gè)相分離的宇宙的部分。?3這篇文章語言幽默風(fēng)趣，在說明科學(xué)道理的同時(shí)，創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛，體現(xiàn)了演講詞的特點(diǎn)。試舉出幾個(gè)例子，分析其表達(dá)效果。例如：①“……這些日期使股票市場(chǎng)下瀉。雖然它使我百思不解，為何世界的終結(jié)會(huì)使人愿意用股票來換錢，假定你在世界末日什么也帶不走的話?！?②“據(jù)說，1844年是第二次回歸的開始，但是首先要數(shù)出獲救者名單。只有數(shù)完了名單，審判日才降臨到那些不列在名單上的人。幸運(yùn)的是，數(shù)人名看來要花很長的時(shí)間?！雹邸叭绻q理論是正確的，則宇宙實(shí)際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預(yù)言者的良好傳統(tǒng)，兩方下賭注，以保萬無一失?！?這句話讓人在笑聲中悟到人類自身的某些缺陷和某些思維誤區(qū)。這句話幽默中含著揶揄和諷刺，揭露了宗教預(yù)言師的荒謬，表現(xiàn)了對(duì)方屢測(cè)屢敗卻又想方設(shè)法自圓其說的尷尬與可笑。聽眾明知作者做的是科學(xué)的預(yù)言，和巫師他們完全不同，可作者卻有意將自己降為他們的同類，一是說明自己恰好也有兩種預(yù)測(cè)，二是順勢(shì)又對(duì)他們進(jìn)行嘲諷。這種智慧的表達(dá)既帶來了輕松愉悅的氣氛，又大大增加了自己與聽眾的親和力。

?霍金?在《果殼中的宇宙》一書中，霍金引用了莎士比亞戲劇《哈姆雷特》里一句充滿詩意的臺(tái)詞：“我即使被關(guān)在果殼里，仍自以為是無限空間之王!”這句臺(tái)詞形象地道出了霍金的崇高精神追求，使人們親眼看到了“果殼”中的那個(gè)挑戰(zhàn)命運(yùn)的不屈的靈魂。他曾說：“只要有智慧和精神在，沒有什么能打倒自己。身體的健康固然重要，心靈的健康也會(huì)給你無窮的力量。”在少年霍金的心中，崇拜的不是歌星或球星，而是貝特朗·羅素，一位不知疲倦的思想家、哲學(xué)家和科學(xué)家。?史蒂芬?霍金StephenHawing於1942年1月8日生於牛津，那一天剛好是伽利略逝世三百年?？赡芤?yàn)樗錾诘诙问澜绱髴?zhàn)的時(shí)代，所以小時(shí)候?qū)δＰ吞貏e著迷。他十幾歲時(shí)不但喜歡做模型飛機(jī)和輪船，還和學(xué)友製作了很多不同種類的戰(zhàn)爭(zhēng)游戲，反映出他研究和操控事物的渴望。這種渴望驅(qū)使他攻讀博士學(xué)位，並在黑洞和宇宙論的研究上獲得重大成就。?

霍金十三、四歲時(shí)已下定決心要從事物理學(xué)和天文學(xué)的研究。十七歲那年，他考到了自然科學(xué)的獎(jiǎng)學(xué)金，順利入讀牛津大學(xué)。學(xué)士畢業(yè)後他轉(zhuǎn)到劍橋大學(xué)攻讀博士，研究宇宙學(xué)。不久他發(fā)現(xiàn)自己患上了會(huì)導(dǎo)致肌肉萎縮的盧伽雷病。由於醫(yī)生對(duì)此病束手無策，起初他打算放棄從事研究的理想，但後來病情惡化的速度減慢了，他便重拾心情，排除萬難，從挫折中站起來，勇敢地面對(duì)這次的不幸，繼續(xù)醉心研究。?《時(shí)間簡史》出版（1988年）后，劍橋的應(yīng)用數(shù)學(xué)和理論物理系的氣氛有了微妙的變化，不斷有世界各地的報(bào)刊的記者要求訪問霍金，在以后的兩年時(shí)間里，電視臺(tái)工作人員不時(shí)地占用大樓，他們要為這位世界上最著名的科學(xué)家拍一部有關(guān)他生活的記錄片。在不同的國家用不同的語言反復(fù)講述同一故事：霍金如何憑著自己的勇敢克服了身體的殘疾成為科學(xué)的巨人和新聞媒介的英雄。一批又一批的新聞?dòng)浾咴L問了霍金在西爾弗大街那凌亂的辦公室，并和這位公眾新近的英雄度過激動(dòng)人心的時(shí)刻。

?你怎么看待霍金幾年前，一家青少年調(diào)查機(jī)構(gòu)調(diào)查出我國中學(xué)生最崇拜的人物是歌星、影星、球星，“三星高照”。你又怎樣看待這一現(xiàn)象?科學(xué)和人文是教育的兩大內(nèi)容從作者霍金的身上，還能感受到高尚的人格魅力。霍金的朋友曾這樣感慨：“可以相信，當(dāng)他所熱愛的東西都失去時(shí)，他不僅堅(jiān)強(qiáng)地活著，而且偉大地活著，那么他所帶給我們的不僅僅是科學(xué)的智慧，還有人類最可貴的精神?！被艚饝?zhàn)勝自我、挑戰(zhàn)極限、追求科學(xué)的頑強(qiáng)品質(zhì)?對(duì)于“三星高照”的現(xiàn)象，能夠引發(fā)我們的深入思考，并作出較為正確的評(píng)價(jià)，比如這樣評(píng)價(jià)：這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，既有中學(xué)生自身價(jià)值取向的問題，也有新聞媒體的誤導(dǎo)問題。其實(shí)，只有在正確的價(jià)值取向引導(dǎo)下，個(gè)人才能體現(xiàn)出最大的人生價(jià)值，社會(huì)才能快速向前發(fā)展。?霍金的工作是令人驚嘆的，可是有著如此偉大發(fā)現(xiàn)的人，卻是一個(gè)身患肌肉萎縮癥的病人，除了思想，幾乎全身不能動(dòng)彈，不能說話，頭向前垂落。正因?yàn)檫@點(diǎn)，他更加引起全世界人們的關(guān)注和尊敬。在開始患病時(shí)，他意識(shí)到自己的生命行將結(jié)束，于是抓緊時(shí)間，全心投入，誰也沒想到他不僅活了下來，而且成果累累。他的成功，當(dāng)然離不開他的天才，但那種不向厄運(yùn)低頭的精神，是沒有人不敬佩的。由此可見，人的精神力量是難以想象的，一個(gè)人要有精神，一個(gè)民族也要依靠精神，精神的力量往往可以超越世上難以逾越的障礙。?宇宙的形狀廣義相對(duì)論認(rèn)為宇宙可以向三個(gè)方向中的任意一方向彎曲，這取決于物質(zhì)的密度。簡言之，宇宙可能是扁平的，也可能向內(nèi)彎曲而兩邊相碰，或者向外彎曲成馬鞍狀。無論是哪一種彎曲，其根源都在于力的作用。牛頓向人們揭示了萬有引力，這種力使星體之間以及星系之間都相互吸引，所以，宇宙自150億年前大爆炸以來，雖然一直在膨脹，但引力會(huì)讓膨脹的腳步慢慢下來。然而，通過哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的一顆遙遠(yuǎn)的恒星正在爆發(fā)的照片，卻首次讓科學(xué)家們獲得了證明整個(gè)宇宙曾經(jīng)存在，并且依然存在神秘的“負(fù)引力”的直接證據(jù)。?宇宙的未來之說一探索宇宙奧秘的道路有很多條。小宇宙之外還有多宇宙。這方面有量子力學(xué)多宇宙體系、廣義相對(duì)論多宇宙體系和渦輪增壓多宇宙體系等。根據(jù)量子力學(xué)對(duì)多宇宙的詮釋，宇宙的多產(chǎn)性已達(dá)到令人難以置信的程度。因?yàn)橛钪嬷忻恳粋€(gè)粒子在每一瞬間都會(huì)產(chǎn)生許多新的宇宙，每個(gè)新宇宙在下個(gè)瞬間又會(huì)再次分裂。許多物理學(xué)家據(jù)此認(rèn)為正在平行發(fā)展的宇宙遠(yuǎn)遠(yuǎn)超大型出我們的計(jì)算能力。?宇宙的未來之說二還有一些學(xué)者認(rèn)為早就存在一個(gè)原宇宙，在宇宙剛誕生時(shí)，原宇宙的強(qiáng)大能量度聲也許對(duì)宇宙的擴(kuò)張產(chǎn)