《宇宙的未来》公开课一等奖课件.ppt

1、宇宙的未来 史蒂芬史蒂芬威廉威廉霍金霍金轮椅上的传奇科学家轮椅上的传奇科学家.1942 1942年出生英国牛津，先后就读于牛津年出生英国牛津，先后就读于牛津大学和剑桥大学，学习数学、物理学和宇宙大学和剑桥大学，学习数学、物理学和宇宙学。学。19631963年，霍金经诊断得了肌萎缩性侧索年，霍金经诊断得了肌萎缩性侧索硬化症，完全瘫痪，全身只有两根手指头能硬化症，完全瘫痪，全身只有两根手指头能够动，丧失语言能力。医生告诉霍金他最多够动，丧失语言能力。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。后来丧后，霍金又开始了

2、他的宇宙学研究。后来他在相对论、他在相对论、“大爆炸大爆炸”和黑洞等领域取得和黑洞等领域取得了突出的研究成果。了突出的研究成果。史蒂芬史蒂芬威廉威廉霍金霍金 1985 1985年，霍金又因肺炎进年，霍金又因肺炎进行了穿气管手术，此后，他完行了穿气管手术，此后，他完全不能说话，依靠安装在轮椅全不能说话，依靠安装在轮椅上的一个小对话机和语言合成上的一个小对话机和语言合成器与人进行交谈；看书必须依器与人进行交谈；看书必须依赖一种翻书页的机器，读文献赖一种翻书页的机器，读文献时需要请人将每一页都摊在大时需要请人将每一页都摊在大桌子上，然后他驱动轮椅如蚕桌子上，然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读吃桑叶

3、般地逐页阅读 霍金正是在这种一般人难以置信的艰霍金正是在这种一般人难以置信的艰难中，难中，成为世界公认的引力物理科学成为世界公认的引力物理科学巨人。巨人。他在相对论、他在相对论、“大爆炸大爆炸”和黑和黑洞等领域取得了突出的研究成果。洞等领域取得了突出的研究成果。19881988年出版了宇宙学著作年出版了宇宙学著作时间简史：时间简史：从大爆炸到黑洞从大爆炸到黑洞。霍金被称为在世。霍金被称为在世的最伟大的科学家，还被称为的最伟大的科学家，还被称为“宇宙宇宙之王之王”，且被誉为继且被誉为继爱因斯坦爱因斯坦之后世之后世界上最著名的科学思想家和最杰出的界上最著名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。理论物

4、理学家。他的成功，当然他的成功，当然离不开他的天才，但离不开他的天才，但那种不向厄运低头的那种不向厄运低头的精神，是没有人不敬精神，是没有人不敬佩的。由此可见，人佩的。由此可见，人的精神力量是难以想的精神力量是难以想象的。象的。1 1、如果一个人没有梦想，无异于死掉。、如果一个人没有梦想，无异于死掉。2 2、无论命运有多坏，人总应有所作为，有、无论命运有多坏，人总应有所作为，有 生命就有希望。生命就有希望。3 3、身体和精神是不能同时残障的。、身体和精神是不能同时残障的。4 4、上帝既造就天才，也造就傻瓜，这不取、上帝既造就天才，也造就傻瓜，这不取决决 于天赋，完全是个人努力程度不同的于天赋，

5、完全是个人努力程度不同的结果。结果。素材积累素材积累:霍金名言霍金名言1 1、阅读时，采用两步走：第一步泛读，即知其大、阅读时，采用两步走：第一步泛读，即知其大意，不求甚解。第二步精读。意，不求甚解。第二步精读。2 2、边读边画出结构上起过渡、连接作用的词、句、边读边画出结构上起过渡、连接作用的词、句子、段落。子、段落。3 3、画出段落的中心句，尤其要注意段首、段尾句。、画出段落的中心句，尤其要注意段首、段尾句。4 4、画出文中的关键词句，如：也许、左右、可能、画出文中的关键词句，如：也许、左右、可能、似乎、大概等模棱两可的词语。似乎、大概等模棱两可的词语。5 5、提取作者观点时、提取作者观点

6、时,或摘录文中语句，或用自己或摘录文中语句，或用自己的语言组织。的语言组织。科技论文阅读方法：科技论文阅读方法：.文体特征文体特征本文是霍金本文是霍金19911991年年1 1月在剑桥大学的讲演。月在剑桥大学的讲演。演讲稿也叫演说辞，它是在较演讲稿也叫演说辞，它是在较为隆重的仪式上和某些公众场所发为隆重的仪式上和某些公众场所发表的讲话文稿。表的讲话文稿。演讲稿是人们在演讲稿是人们在工作和社会生活中经常使用的一种工作和社会生活中经常使用的一种文体。文体。字词检测字词检测隘隘道道模模棱棱两可两可坍坍缩缩混沌混沌诘诘问问告告罄罄倚倚重重lnglngiihn dnhn dntntnjijiqngqng

7、yy1.1.为什么科学为什么科学“不能预言人类社会的未不能预言人类社会的未来来”，却，却“可以预言宇宙遥远的未来可以预言宇宙遥远的未来”?因为前者是混沌的，不因为前者是混沌的，不确定的；而确定的；而“宇宙的行为在宇宙的行为在非常大尺度下是简单的，而非常大尺度下是简单的，而不是混沌的，因此我们可以不是混沌的，因此我们可以预言宇宙遥远的未来预言宇宙遥远的未来”。通读课文，回答以下问题：通读课文，回答以下问题：2.2.作者对宇宙的未来的预言与巫师、宗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教预言家对人类社会未来的预言有何不同?前者是运用天体物理学理论进前者是运用天体物理学

8、理论进行的科学推测，科学预言；而后者行的科学推测，科学预言；而后者没有科学根据可言。其实，人类社没有科学根据可言。其实，人类社会的未来根本就是无法预言的，因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预言家对人类社会的预言注定就是荒唐的。荒唐的。.3.3.对宇宙未来的预言，关键是对宇宙未来的预言，关键是要弄清宇宙的什么问题要弄清宇宙的什么问题?对宇宙未来的预言，其关键对宇宙未来的预言，其关键问题在于：平均密度是多少。问题在于：平均密度是多少。.观点总结观点总结 霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点？霍金对宇宙未来的预言主

9、要有哪些观点？1.1.宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度宇宙的膨胀和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，它就有关，如果平均密度小于某个临界值，它就会永远膨胀。如果平均密度大于临界值，宇会永远膨胀。如果平均密度大于临界值，宇宙就会坍缩，时间本身就会终结。宙就会坍缩，时间本身就会终结。2.2.在螺旋星系和星系团中应该存在有某种在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗物质，它的引力吸引足以把高速看不见的暗物质，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。星系团飞散开去。.3.3.如果宇宙继续膨胀下去，五十亿年后

10、，太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。或中子星，具有更大质量的恒星会变成黑洞。4.4.黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑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，巨大的黑洞也可洞，只要有足够长的时间，巨大的黑洞也可“蒸发蒸发”掉。掉。5.5.在星系或星系团之外，应该存在有足够的在星系或星系团之外，应该存在有足够的暗物质，这些暗物质能使密度达到临界值，从而暗物质，这些暗

11、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。五十亿年之后。.4 4、对宇宙的未来，作者以为是可以预测呢，、对宇宙的未来，作者以为是可以预测呢，还是不可以预测还是不可以预测?归根到底，宇宙的未来只有两种命运：归根到底，宇宙的未来只有两种命运：继续膨胀，或可能收缩。这取决于宇宙现继续膨胀，或可能收缩。这取决于宇宙现有的密度，所以，科学家在没有称算出宇有的密度，所以，科学家在没有称算出宇宙的重量之前，不得不承认宙的重量之前，不得不承认“宇宙实际上宇宙实际上是处在刀锋上是处在刀锋上”，所以要继承巫师或预言，所以要继承巫师

12、或预言家的传统：家的传统：“两方下赌注，以保万无一失。两方下赌注，以保万无一失。这篇演讲，从古代巫师的预言，这篇演讲，从古代巫师的预言，谈到近代宗教的预言，然后过渡到自谈到近代宗教的预言，然后过渡到自己对宇宙未来的预言，运用天体物理己对宇宙未来的预言，运用天体物理学理论，对宇宙的未来作出了两种预学理论，对宇宙的未来作出了两种预测，一是继续膨胀下去；二是收缩以测，一是继续膨胀下去；二是收缩以至坍缩成一个点。至坍缩成一个点。梳理结构梳理结构:语言特征语言特征1.1.生动的导引生动的导引 预言宇宙的未来，虽然是一个严肃的科学话题，但预言宇宙的未来，虽然是一个严肃的科学话题，但如果就事论事，很容易枯燥

13、乏味。演讲者从古代的巫术如果就事论事，很容易枯燥乏味。演讲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演的主题在与巫术的对比中，更显出了科学的求实在与巫术的对比中，更显出了科学的求实精神。精神。2.2.严谨的推理严谨的推理 作为一篇科学演讲，其最终目的是让人信服。本文作为一篇科学演讲，其最终目的是让人信服。本文严谨的推理，增强了说服力。演讲者从可见物质谈到暗严谨的推理，增强了说服力。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，把问题讲得透彻明物质，从成熟的理论谈到科学假说，把问题讲得透彻明白。没有作出一个明确的

14、预言，也说明了演讲者严谨的白。没有作出一个明确的预言，也说明了演讲者严谨的科学态度。科学态度。.3 3、幽默风趣、幽默风趣 本文在论述过程中，常常用一些生动的比喻本文在论述过程中，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来说明事理。下列两个比喻句各自说明了什么道理理?1.“1.“例如，如果你稍微改变一下你旋转轮赌例如，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，物理学家就会可能预言出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。在赌场发财。”用这个比喻生动地说明了用这个比喻生动

15、地说明了“即使我们知道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预言遥远的未来”。.2.“2.“这有一点像是再投胎。如果有人声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或记忆，这种声称有什么意义呢?人们可以人们可以同样地讲，它是完全不同的生命。同样地讲，它是完全不同的生命。”用这个比喻形象地说明宇宙在大挤压处用这个比喻形象地说明宇宙在大挤压处终结后，并不是任

16、何发生在终结后，并不是任何发生在“之后之后”的事件的事件都是另一个相分离的宇宙的部分。都是另一个相分离的宇宙的部分。.（3 3）“这些日期使股票市场下跌这些日期使股票市场下跌.虽虽然它使我百思不解，为何世界的终结会使然它使我百思不解，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。什么也带不走的话。”这句话让人在笑声中悟到人类自身这句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。的某些缺陷和某些思维误区。这句话幽默中含着讽刺，揭露了宗这句话幽默中含着讽刺，揭露了宗教预言师的荒谬，表现了对方屡测屡教预言师的荒谬，表现了对方屡测屡败

17、却又想方设法自圆其说的尴尬与可败却又想方设法自圆其说的尴尬与可笑。笑。（4 4）“据说，据说，18441844年是第二次回归的开年是第二次回归的开始，但是首先要数出获救者名单。只有数始，但是首先要数出获救者名单。只有数完了名单，审判日才降临到那些不列在名完了名单，审判日才降临到那些不列在名单上的人单上的人.幸运的是，数人名看来要花很幸运的是，数人名看来要花很长的时间。长的时间。”（5 5）“如果暴涨理论是正确的，则宇如果暴涨理论是正确的，则宇宙实际上是处在刀锋上。所以我正是宙实际上是处在刀锋上。所以我正是继承那些巫师或预言者的良好传统，继承那些巫师或预言者的良好传统，两方下赌注，以保万无一失。

18、两方下赌注，以保万无一失。”听众明知作者做的是科学的预言，和听众明知作者做的是科学的预言，和巫师他们完全不同，可作者却有意将自己巫师他们完全不同，可作者却有意将自己降为他们的同类，一是说明自己恰好也有降为他们的同类，一是说明自己恰好也有两种预测，二是顺势又对他们进行嘲讽。两种预测，二是顺势又对他们进行嘲讽。这种智慧的表达既带来了轻松愉悦的气氛，这种智慧的表达既带来了轻松愉悦的气氛，又大大增加了自己与听众的亲和力。又大大增加了自己与听众的亲和力。课后作业课后作业 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

19、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。”