3-4-14一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,作者简介,加来道雄(MichioKaku),美籍日裔物理学家，毕业于美国哈佛大学，获加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位，后任纽约市立大学城市学院理论物理学教授。主要著作有超越爱因斯坦（与特雷纳合著）量子场论超弦导论。,（1）统一场论,相关知识,根据现代物理学知识，将我们的宇宙结合起来的力有四种：引力、电磁力、强核力和弱核力。物理学家运用量子力学，已经把后三种力统一起来（美籍华裔物理学家杨振宁和他的学生米尔斯提出杨-米尔斯场理论，解决了这一问题，被称为“标准模型”。但是这一理论因为计算繁复无比而让人头疼），但是引力仍然游离在外。爱因斯坦毕终生之力想寻求四种力的统一，建立一个大一统的理论，最终也没有实现。,现代理论物理学认为，统一四种力的前景，在于高维空间（如十维或更高）理论的确立。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。现在有了气象卫星，从太空这样三维角度观察地球，在地面上看来神秘莫测的风暴被看得一清二楚，可以精准地预报风暴的动向。同样，理论物理学家认为，传统的四维（空间三维加上时间）理论太“小”，不能解释宇宙中的四种力。当他们超越四维而在更高维（如十维或更高）中寻求统一这四种力时，就能得到一种简单、漂亮的解决模型（科学家认为宇宙应该是简单、合谐的）。高维空间理论认为，宇宙大爆炸后10-43秒，十维宇宙分解成四维宇宙和六维宇宙，四维宇宙暴胀，经过近一百五十亿年，演变成今天我们生活的宇宙。大爆炸后10-35秒，大统一力分开。但是高维空间理论很难在实验室中得到证实，因为要模拟当时的环境，需要的能量太大，根本无法做到，所以现在高维空间理论只能是“理论”。,（2）高维空间,背景链接在当代物理学中有一些非常重要却又艰深的思想，往往因为难以形象浅显地解说而不易为公众所了解。而加来道雄不畏艰辛，在超越时空一书中用很生动的方式向读者展示了现代物理前沿之一超空间理论的来龙去脉。全书15章分为4篇，分别述说了超空间的早期历史，超空间理论可能通往爱因斯坦梦寐以求的“物理学圣杯”统一场论，从理论上探讨通过超空间穿越时空的可能性，以及何时方能实际利用超空间理论所具有的潜在威力。,整体感知,1.对应考点：分析概括作者在文中的观点态度及作者的写作意图作者开篇引用爱因斯坦的话，用意何在？提示爱因斯坦这句话，表明了他研究理论物理的目标和意义，作者加以引用，既表示对爱因斯坦科学探索精神的崇敬和对爱因斯坦探索宇宙的意义的理解，也表明他一生求索的目标以及他对自己探索宇宙本质的意义的认识。,研读课文,2.对应考点：分析概括作者在文中的观点态度及作者的写作意图“在那静静的时刻，我充满了无限的遐想”，其中“我”遐想的主要内容是什么？本句话所在的自然段在选文中起什么作用？提示遐想的主要内容是：水池中的鲤鱼怎样观察它们周围的世界。这一自然段在节选部分中起总领作用。,3.对应考点：掌握科普文中比喻、拟人的作用第7自然段中，“鲤鱼科学家们将会聪明地杜撰某种虚构的东西它被称为力，来掩盖自己的无知”一句运用了什么修辞手法？有什么作用？提示本句运用了比喻手法。比喻我们对自己所生存的环境中的一些未知的东西，往往采用类似的手法，形象地说明我们对宇宙的认识是有限的，有的甚至是肤浅或错误的。,解读：比喻是在说明事物或说明道理时，用与所说明的事物或所说明的道理有相似点的别的事物或道理来打比方。大致说来，比喻的作用主要有两个：一是对事物的特征进行描绘或渲染，使事物生动具体，给人留下鲜明深刻的印象；二是用浅显的或人们熟悉的事物对深奥难懂的事物加以说明，便于人们深入理解。学习分析比喻在特定语境中的作用，可以提高对阅读材料的感悟能力，从而加深理解。,比喻在科普文中的作用,考点链接,指津：要确切理解比喻的作用，可以采用以下两法。,(1)一一对应析用意。把握作者运用比喻的目的是理解比喻作用的前提，如果连作者用这个比喻是为了说明什么都不晓得，也就无从分析其作用了。比喻里被比方的事物叫“本体”，用来打比方的事物叫“喻体”，本体和喻体性质不同，却定有某些方面的相似点，采取把本体和喻体一一对照起来加以分析的方法，可以看出作者使用比喻的目的和用意，从而体会比喻的妙处。,(2)瞻前顾后析深意。比喻的运用往往是在描写事物或说明道理的过程中恰当的插入，也就是说，比喻不是说明的全部，它是与前后的描写或说明融合在一块的。因而，要真正弄清比喻的作用，把握其深意和妙处，不能就比喻看比喻，还需要瞻前顾后，联系上下文来分析。,4.对应考点：分析概括作者在文中的观点态度及作者的写作意图鲤鱼“科学家”对“世界”的认识是怎样的？作者想通过鲤鱼“科学家”对世界的认识说明什么？提示(1)“水池之外看不见的世界没有科学意义。”“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。鲤鱼“科学家”的“消失”和“重现”它们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。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”。,(2)说明“自以为是”的人类和鲤鱼“科学家”有相似之处。人类“一生就在我们自己的池子里度过”，只要“超出我们的理解力”的自然存在，他们就“拒绝承认”。“科学家发明像力这样一些概念”，是因为他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”，不肯改变思考问题的方式。“不能在实验室里便利地验证”的理论，他们就加以“鄙视”，表现出思想上的保守和固执。,5文章中说到“鲤鱼科学家”时，都要把“科学家”加上引号。请问：引号在这里有什么作用？加引号的“科学家”的具体含义是什么？提示这里的引号，表示所引的词语有特殊意义。它不同于我们通常使用的“科学家”一词的含义，而是假想的鲤鱼世界里的“有智慧的鲤鱼”。,6.对应考点：掌握科普文中比喻、拟人的作用第9自然段中的“冥冥世界”和“熟悉的自然规律”各指代什么？本段采用了怎样的修辞手法？有什么作用？提示“冥冥世界”指鲤鱼所生活的池水以外的世界；“熟悉的自然规律”指生活在水中，靠鳍运动。本段采用拟人手法。这样写生动形象，使深奥的科学道理变得浅显易懂。,7.对应考点：分析概括作者在文中的观点态度及作者的写作意图作者为什么讲述鲤鱼的故事？提示作者讲述鲤鱼的故事，目的是向大家介绍自己成为一名理论物理学家的历程，展示了思想经历的基本过程。,8作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？,【明确】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，要有实验的设计，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。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现实生活的启迪。,1通观全文，本文体现了怎样的科学精神？,探究思路,探究问题,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，可以从中看到以下三方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。,探究结论,(1)想象力：科学是需要想象力的，想象力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想象中，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。由感性的想象上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。,(2)乐趣：科学不应该是枯燥的，而应该是充满乐趣的。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“游戏”，也是人生的“境界”。“游戏”使他们乐此不疲，充满激情，不受外界的诱惑和干扰；而“境界”使他们不顾功利，不畏强权，只求真理。,(3)实验精神：有了想象力，有了乐趣，那只是成为科学家的最基础的因素，不去踏踏实实地做实验，就不能得到基本数据，假说就不能确立。一味地空想，不去做基础工作，不可能到达真理的彼岸。作者从事的高维空间理论，虽然还停留在纸面上，但是科学家们已经在做许多基础的实验工作，努力使理论得到证明。,2本文题目为“一名物理学家的教育历程”，既为历程，当以时间为序，按从小学到初中到高中再到大学的顺序来写。但为什么作者只选取了童年的两件趣事和高中建立实验室的事例来写呢？这对你的写作有什么启示？,探究思路,虽然在作者的教育历程中值得写的事件很多，但在作者看来，想象力、兴趣和实验精神对科学家的成长和成功至关重要。所以作者便打破常规方式，只选取了三个能够很好体现这三种因素的事件来写。这对于我们的写作有着重要启示：形式为内容服务，选材剪裁时，一定要考虑内容和中心的关系，重要的详写，不重要的略写，无用的则不写。,探究结论,这篇文章以生动、简明的语言介绍了作者加来道雄成为一名理论物理学家的历程：作者对鲤鱼世界的遐想和对爱因斯坦未竟事业的向往，启迪作者走上科学探索的道路。启示读者，要想在科学事业上取得成功，必须具有想象力、乐趣和实验精神等基本因素。,主旨领悟,1想象的内涵及作用：想象是人对自己头脑中已有记忆表象进行加工改造而创造新形象的心理过程。它的基本特征是生动新颖的形象性。任何人都有想象力。想象在写作中的具体作用：推动构思的进行，突破时空的限制，塑造典型形象等。,写法精讲,2想象的分类：根据想象的方式和形成的过程来看，想象可以分为再造想象、创造想象和幻想三类。,(1)再造想象：依据语言、文字、图形、符号或别人对某一事物的描述，在头脑中唤起相应的新形象的心理过程，称为再造性想象。再造想象常用的方式主要有接近想象、相似想象、原形想象、推测想象等。再造想象对写作有重要的意义。如根据历史资料去创作诗歌、小说、戏剧等，姚雪垠的长篇小说李自成就是根据历史资料创作的；把小说、传记改编成电影剧本，如电影野山就是根据贾平凹小说鸡窝洼人家改编的。,(2)创造想象：创造想象是不以现成资料的描述和图片的显示为依据，而是根据自己头脑中原有的记忆表象，进行加工改造、分解、综合，从而独立创造新形象的过程。创造想象常用的方式主要有具象想象、情化想象、层进想象、合成想象等。创造想象对于写作的意义特别重大。一切典型的艺术形象，一切神奇美妙的艺术境界，都是从创造想象中孕育、形成和完善的。如安娜卡列尼娜中的安娜都是作者创造想象的结晶。,(3)幻想：幻想是指向未来的特殊现象。较之创造想象，它离现实较远，幻想出来的东西不论怎样清晰鲜明，也不能马上付诸实现，而创造想象出来的东西可以很快付诸实现。幻想能产生令人想往的神话和科幻作品。,(2)想象的新颖性。就是说想象不是简单地再现一些已被自己或别人多次感知过的东西，而是以先前的阅历和经验为依据，大胆地去进行创造，构