1、一名物理学家的教育历程一名物理学家的教育历程加来道雄加来道雄学习目标1 1了解加来道雄和他的作品；了解加来道雄和他的作品；2 2体会加来道雄所说的怀疑精神、兴趣、毅力等基本精神品质体会加来道雄所说的怀疑精神、兴趣、毅力等基本精神品质对人成长的作用；对人成长的作用；3 3以以“教育历程教育历程”为重点，探讨其中表现的思想内涵；为重点，探讨其中表现的思想内涵；4 4养成正确的科学观，明确兴趣在学习过程中的重要作用。养成正确的科学观，明确兴趣在学习过程中的重要作用。加来道雄加来道雄,日裔美国理论物理学家。他的著作广日裔美国理论物理学家。他的著作广受赞誉受赞誉,构想未来超越爱因斯坦和超空间构想未来超越
2、爱因斯坦和超空间平行宇宙平行宇宙,均被纽约时报和华盛顿邮报均被纽约时报和华盛顿邮报提名为当年的最佳科学读物之一。提名为当年的最佳科学读物之一。是当今高能物理和理论物理学中超弦理论的发是当今高能物理和理论物理学中超弦理论的发明者之一。加来道雄博士为国际知名的理论物理明者之一。加来道雄博士为国际知名的理论物理学与环境学者，他秉持着爱因斯坦的精神：探寻学与环境学者，他秉持着爱因斯坦的精神：探寻“所有事物的原理所有事物的原理”。加来道雄博士提出的。加来道雄博士提出的“超超弦理论弦理论”，虽然只是短短一个一英寸长的方程式，虽然只是短短一个一英寸长的方程式，也许就是解开宇宙之谜的第一把钥匙。也许就是解开宇
3、宙之谜的第一把钥匙。与本课相关的是与本课相关的是“平行宇宙平行宇宙”与与“多多维空间维空间”理论。理论。“平平行宇宙行宇宙”,”,是指在已知是指在已知宇宙之外还可能存在宇宙之外还可能存在的相似的其他宇宙。的相似的其他宇宙。有学者描述平行宇宙有学者描述平行宇宙时用了这样的比喻时用了这样的比喻:它它们可能处于同一空间们可能处于同一空间体系体系,但时间体系不同但时间体系不同,就好像同在一条铁路就好像同在一条铁路线上疾驰的先后两列线上疾驰的先后两列火车火车;它们有可能处于它们有可能处于同一时间体系同一时间体系,但空间但空间体系不同体系不同,就好像同时就好像同时行驶在立交桥上下两行驶在立交桥上下两层通道
4、中的小汽车。层通道中的小汽车。“多维空间多维空间”理论认理论认为为,我们所认识的世界我们所认识的世界简单与复杂简单与复杂,与我们所与我们所选择的空间维数有关。选择的空间维数有关。在一个一维空间中在一个一维空间中,只只能容纳点和线的运动能容纳点和线的运动;在一个二维空间中在一个二维空间中,已已经可以有面的存在经可以有面的存在;只只有三维空间有三维空间,才允许有才允许有运动的立体物。这立运动的立体物。这立体的存在物可以是生体的存在物可以是生命体命体,也可以是物体。也可以是物体。但三维空间并不是可但三维空间并不是可以容纳一切的以容纳一切的,有些更有些更高的存在很可能不是高的存在很可能不是三维空间的框
5、架所能三维空间的框架所能容纳的。即使加上时容纳的。即使加上时间间,构成四维时空构成四维时空,也还是有一些现象也还是有一些现象不能说明。不能说明。高维空间高维空间 现代理论物理学认为现代理论物理学认为,统一四种力的前景统一四种力的前景,在于高维在于高维(如十维或更高如十维或更高)空间理论的确空间理论的确立。比如对于古人来讲立。比如对于古人来讲,风暴是怎样产生的风暴是怎样产生的,风暴会袭击什么地方风暴会袭击什么地方,什么时候袭来、什什么时候袭来、什么时候结束么时候结束,他们是一无所知的他们是一无所知的,因为他们生活在平坦的大地上因为他们生活在平坦的大地上,只能靠肉眼从近似于只能靠肉眼从近似于二维平
6、面的角度来观察二维平面的角度来观察,即使有简单的预报即使有简单的预报,也都是靠经验来推测的。也都是靠经验来推测的。现在有了气象卫星现在有了气象卫星,从太空这样的三维角度观察地球从太空这样的三维角度观察地球,在地面上看起来神秘莫测的在地面上看起来神秘莫测的风暴被看得一清二楚风暴被看得一清二楚,人们可以精准地预报风暴的动向。人们可以精准地预报风暴的动向。同样同样,理论物理学家认为理论物理学家认为,传传统的四维统的四维(三维空间加上时间三维空间加上时间)理论太理论太“小小”,”,不能解释宇宙中的四种力。当他们超越不能解释宇宙中的四种力。当他们超越四维而在更高维四维而在更高维(如十维或更高如十维或更高
7、)中寻求统一这四种力时中寻求统一这四种力时,就能得到一种简单、漂亮的就能得到一种简单、漂亮的解决模型解决模型(科学家认为宇宙应该是简单、和谐的科学家认为宇宙应该是简单、和谐的)。读准字音读准字音（1 1）细枝末节：比喻事情或问题的细小而无关紧要）细枝末节：比喻事情或问题的细小而无关紧要的部分。的部分。（2 2）自鸣得意：自以为了不起，表示很得意。）自鸣得意：自以为了不起，表示很得意。（3 3）在所不辞：决不推辞）在所不辞：决不推辞 （4 4）遐想：悠远的思索或想象）遐想：悠远的思索或想象 （5 5）杜撰：没有根据地编造，虚构）杜撰：没有根据地编造，虚构 （6 6）怪诞：荒诞离奇古怪）怪诞：荒诞
8、离奇古怪 （7 7）畏葸：畏惧，害怕）畏葸：畏惧，害怕梳理文章的基本结构梳理文章的基本结构本文题为本文题为“一名物理学家的教育历程一名物理学家的教育历程”，文章通过记述作者在自己成长过程中起了重大，文章通过记述作者在自己成长过程中起了重大作用的两件童年趣事，说明了他成为理论物理学家的成长历程。阅读全文，完成下表。作用的两件童年趣事，说明了他成为理论物理学家的成长历程。阅读全文，完成下表。课 题段 落段 落 大 意结 构一名物理学家的教育历程 第1段总提两件趣事对“我”的教育作用。总第 2 11 段由对鲤鱼世界的遐想推知人类认识的局限。分第 12 18 段对爱因斯坦未竟事业的向往与研究。本文三个
9、主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深本文三个主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵。阅读全文，说说从中看到哪些方面的刻的科学精神内涵。阅读全文，说说从中看到哪些方面的“教育教育”对成为优秀科学家最为重要。对成为优秀科学家最为重要。（1 1）想像力：想像力：科学是需要想像力的，想像力能带来创造力。作者科学是需要想像力的，想像力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想像中，认识到人类观察空间的局限性，间正是从对鲤鱼世界的想像中，认识到人类观察空间的局限性，间接感悟到高维空间存在的可能。由感性的想像上升到理性的创造，接感悟到高维空间存在的可能。由感性的想像上升到理
10、性的创造，体现了创新意识和探索精神。体现了创新意识和探索精神。（2 2）乐趣：乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。探寻自然科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。探寻自然的奥秘，对真正的科学工作者来说，是和自然做的近似于捉迷藏的的奥秘，对真正的科学工作者来说，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏游戏”，也是人生的，也是人生的“境界境界”。“游戏游戏”使他们乐此不疲，充满激使他们乐此不疲，充满激情，不受外界的诱惑和干扰；而情，不受外界的诱惑和干扰；而“境界境界”使他们不顾功利，不畏强权，使他们不顾功利，不畏强权，只求真理。只求真理。（3 3）实验精神：）实验精神：丁肇中说过：丁肇中说过：“
11、现代学术的基础就是实地现代学术的基础就是实地的探察，就是我们现在所谓的实验。的探察，就是我们现在所谓的实验。”“”“科学发展的历史告科学发展的历史告诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不是由自我检诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。讨或哲理的清谈就可求到的。”（6）怪诞：荒诞离奇古怪对教育而言，重知识、轻能力的现象很普遍。本文题为“一名物理学家的教育历程”，文章通过记述作者在自己成长过程中起了重大作用的两件童年趣事，说明了他成为理论物理学家的成长历程。主要有以下几点：“水池之外看不见的世界没有科学意义。在作者心中,“理论物理学家”应该是怎样的人?“
12、科学家发明像力这样一些概念”，是因为他们只愿承认“那些看得见摸得着的事物”，不肯改变思考问题的方式。加来道雄博士为国际知名的理论物理学与环境学者，他秉持着爱因斯坦的精神：探寻“所有事物的原理”。（5）杜撰：没有根据地编造，虚构（2）自鸣得意：自以为了不起，表示很得意。作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？2体会加来道雄所说的怀疑精神、兴趣、毅力等基本精神品质对人成长的作用；由感性的想像上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。但三维空间并不是可以容纳一切的,有些更高的存在很可能不是三维空间的框架所能容纳的。（1）细枝末节：比喻事情或问题的细小而无关紧要的部分。他的著作广受赞誉,构想未
13、来超越爱因斯坦和超空间平行宇宙,均被纽约时报和华盛顿邮报提名为当年的最佳科学读物之一。而我们当前存在的问题是，重视理论，轻视基础实验，表现为动手能力和实践能力差，思想上浮躁，急功近利。（6）怪诞：荒诞离奇古怪对教育而言，重知识、轻能力的现象很普遍。（2）自鸣得意：自以为了不起，表示很得意。说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。在作者心中在作者心中,“,“理论物理学家理论物理学家”应该是怎样的人应该是怎样的人?理论物理学家的工作是抽象、枯燥的理论物理学家的工作是抽象、枯燥的,受实验条件限制受实验条件限制,自自己的学说很难得到实验的验证己的学说很难得到实验的验证,甚至可能到死也得不到成
14、功。甚至可能到死也得不到成功。这样的人必须耐得住寂寞这样的人必须耐得住寂寞,必须有奉献精神。必须有奉献精神。“鲤鱼鲤鱼科学家科学家”对对“世界世界”的认识是怎样的？的认识是怎样的？主要有以下几点：主要有以下几点：“水池之外看不见的世界没有科学意水池之外看不见的世界没有科学意义。义。”“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”它们以它们以神秘的神秘的“力力”来掩盖自己的无知。来掩盖自己的无知。“鲤鱼鲤鱼科学家科学家”的的“消失消失”和和“重现重现”它们认为是它们认为是“奇迹奇迹”，是，是“可怖的事可怖的事情情”，而不肯去探究原因。，而不肯去探究原因。“鲤鱼鲤鱼科学家科学
15、家”的的“传奇故传奇故事事”，真实地证明另一个世界的存在，而它们却认为，真实地证明另一个世界的存在，而它们却认为“胡说八胡说八道道”，荒谬绝伦，违背它们的，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律自然规律”。作者想通过作者想通过“鲤鱼鲤鱼科学家科学家”对世界的认识说明什么？对世界的认识说明什么？说明说明“自以为是自以为是”的人类和的人类和“鲤鱼鲤鱼科学家科学家”有相似之有相似之处。人类处。人类“一生就在我们自己的一生就在我们自己的池子池子里度过里度过”，只要，只要“超出我们的理解力超出我们的理解力”的自然存在，他们就的自然存在，他们就“拒绝承认拒绝承认”。“科学家发明像力这样一些概念科学家发明像力这样一
16、些概念”，是因为他们只愿，是因为他们只愿承认承认“那些看得见摸得着的事物那些看得见摸得着的事物”，不肯改变思考问题的方，不肯改变思考问题的方式。式。“不能在实验室里便利地验证不能在实验室里便利地验证”的理论，他们就加以的理论，他们就加以“鄙视鄙视”，表现出思想上的保守和固执。，表现出思想上的保守和固执。课文中作者叙述自己阅读多维空间历险故事和统一场理课文中作者叙述自己阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容论书籍两小段内容,对对“教育历程教育历程”的叙述有什么作用的叙述有什么作用?这两个小事例这两个小事例,主要起补充和衔接作用。历险故事加深作主要起补充和衔接作用。历险故事加深作者对高维空
17、间的想象者对高维空间的想象,激发兴趣激发兴趣;而阅读统一场理论书籍而阅读统一场理论书籍,既既表现高中阶段作者的求知热情表现高中阶段作者的求知热情,也衔接起由理论到实验的探也衔接起由理论到实验的探究过程。究过程。作者建立实验室的事例，对我们的现实生活有什么样的意义？科学是建立在基础实验之上的，科学理论要经过实验的检验才能科学是建立在基础实验之上的，科学理论要经过实验的检验才能得到论证。实验不是简单的操作，要有理论指导，要有实验设计，要得到论证。实验不是简单的操作，要有理论指导，要有实验设计，要有策划组织能力，要有耐力和恒心等等，实验考验的是实验者的综合有策划组织能力，要有耐力和恒心等等，实验考验
18、的是实验者的综合能力。而我们当前存在的问题是，重视理论，轻视基础实验，表现为能力。而我们当前存在的问题是，重视理论，轻视基础实验，表现为动手能力和实践能力差，思想上浮躁，急功近利。对教育而言，重知动手能力和实践能力差，思想上浮躁，急功近利。对教育而言，重知识、轻能力的现象很普遍。这些都是一名理论物理学家重视实验给我识、轻能力的现象很普遍。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们的现实生活的启迪。们的现实生活的启迪。理论物理学家的工作是抽象、枯燥的,受实验条件限制,自己的学说很难得到实验的验证,甚至可能到死也得不到成功。加来道雄博士提出的“超弦理论”，虽然只是短短一个一英寸长的方程式，也许就是解开
19、宇宙之谜的第一把钥匙。是当今高能物理和理论物理学中超弦理论的发明者之一。比如对于古人来讲,风暴是怎样产生的,风暴会袭击什么地方,什么时候袭来、什么时候结束,他们是一无所知的,因为他们生活在平坦的大地上,只能靠肉眼从近似于二维平面的角度来观察,即使有简单的预报,也都是靠经验来推测的。作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？比如对于古人来讲,风暴是怎样产生的,风暴会袭击什么地方,什么时候袭来、什么时候结束,他们是一无所知的,因为他们生活在平坦的大地上,只能靠肉眼从近似于二维平面的角度来观察,即使有简单的预报,也都是靠经验来推测的。”“科学发展的历史告诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不
20、是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。（5）杜撰：没有根据地编造，虚构对教育而言，重知识、轻能力的现象很普遍。作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？（7）畏葸：畏惧，害怕理论物理学家的工作是抽象、枯燥的,受实验条件限制,自己的学说很难得到实验的验证,甚至可能到死也得不到成功。（7）畏葸：畏惧，害怕4养成正确的科学观，明确兴趣在学习过程中的重要作用。本文三个主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵。现代理论物理学认为,统一四种力的前景,在于高维(如十维或更高)空间理论的确立。加来道雄,日裔美国理论物理学家。4养成正确的科学观，明确兴趣在学习过程中的重要作用。比如对于
21、古人来讲,风暴是怎样产生的,风暴会袭击什么地方,什么时候袭来、什么时候结束,他们是一无所知的,因为他们生活在平坦的大地上,只能靠肉眼从近似于二维平面的角度来观察,即使有简单的预报,也都是靠经验来推测的。主要有以下几点：“水池之外看不见的世界没有科学意义。在一个一维空间中,只能容纳点和线的运动;在一个二维空间中,已经可以有面的存在;只有三维空间,才允许有运动的立体物。（1）想像力：科学是需要想像力的，想像力能带来创造力。但三维空间并不是可以容纳一切的,有些更高的存在很可能不是三维空间的框架所能容纳的。作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？（7）畏葸：畏惧，害怕（6）怪诞：荒诞离奇古怪“多
22、维空间”理论认为,我们所认识的世界简单与复杂,与我们所选择的空间维数有关。“平行宇宙”,是指在已知宇宙之外还可能存在的相似的其他宇宙。（1）想像力：科学是需要想像力的，想像力能带来创造力。（4）遐想：悠远的思索或想象理论物理学家的工作是抽象、枯燥的,受实验条件限制,自己的学说很难得到实验的验证,甚至可能到死也得不到成功。”“科学发展的历史告诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。“鲤鱼科学家”的“传奇故事”，真实地证明另一个世界的存在，而它们却认为“胡说八道”，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律”。4养成正确的科学观，明确兴趣在学习过程中的重要作用。加来道雄博
23、士为国际知名的理论物理学与环境学者，他秉持着爱因斯坦的精神：探寻“所有事物的原理”。理论物理学家的工作是抽象、枯燥的,受实验条件限制,自己的学说很难得到实验的验证,甚至可能到死也得不到成功。实验不是简单的操作，要有理论指导，要有实验设计，要有策划组织能力，要有耐力和恒心等等，实验考验的是实验者的综合能力。这样的人必须耐得住寂寞,必须有奉献精神。（7）畏葸：畏惧，害怕理论物理学家的工作是抽象、枯燥的,受实验条件限制,自己的学说很难得到实验的验证,甚至可能到死也得不到成功。中心主旨 本文作者通过叙述自己成长的故事，揭本文作者通过叙述自己成长的故事，揭示了深刻的科学精神内涵，让我们看到了示了深刻的科学精神内涵，让我们看到了“想象力想象力”“”“乐趣乐趣”“”“实验精神实验精神”等教育等教育对成为优秀科学家的重要性。对成为优秀科学家的重要性。
