一个物理学家的教育历程

，说明文7.2一名物理学家的教育历程统编版必修下册（日）加来道雄一名物理学家的教育历程加来道雄（人物简介类说明文）

“鞠躬尽瘁，死而后已”“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”“了却君王天下事，赢得生前身后名”“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”“横眉冷对千夫指，俯首甘为孺子牛”人生是一种过程，是一种亲历的过程。一切美妙尽在过程之中。课前导读01生平加来道雄，1947年1月24日生于美国加利福尼亚州圣何塞，日裔美国理论物理学家，纽约市州立大学城市学院理论物理学教授，世界著名物理学家，著名的科学畅销书作家，超弦理论的奠基人作品主要著作有《超越爱因斯坦和超空间》《平行宇宙》《构想未来》。其著作《超越时空》把现代物理最艰深的理论——超空间理论讲述得普通人也能理解，把“高维空间”这一极其难懂的前沿课题写得有声有色，妙趣横生评价他秉持着爱因斯坦的精神，探寻“所有事物的原理”宇宙科学越来越引起世人的关注和兴趣。从古希腊人提出“世界是由什么组成的”的问题到现在，许多科学家进行了有益的探索，也形成了许多关于世界构成的理论。直到上个世纪，伟大的物理学家爱因斯坦提出相对论，把人类探索世界奥秘的步伐向前推进了一大步，然而他不能解释所有现象。随着科学的快速发展，又产生了解释微观世界规律的量子理论，但量子理论也不能解决宇宙和粒子的组成及运动规律等问题。于是物理学的发展上升到多维空间理论上来，当今科学界把探求“关于一切的理论”作为目标，但还没有真正出现这种理论，即使科学巨匠霍金也不能解决这个问题。但是世界总有其本源，宇宙总有其组成的最小单位。这强烈地吸引着科学家去不懈追求，甚至穷尽毕生精力试图完成这项最伟大的“工程”，加来道雄就是这样一位理论物理学家。1．科普文科普文是介绍、普及科学知识的说明文体。科普文章大致可以分为两种：(1)科学说明文，以传授一般科学知识为目的，要求有很强的科学性，严格遵循科学的原理。(2)科学小品文，多用文学笔法介绍科学知识和阐述科学道理，在表达上经常借生动的比喻、有趣的联想，寓科学性、知识性、趣味性、娱乐性为一体，使读者在文学欣赏中获得科学知识。内容科学，文笔生动。科普文的语言特点：(1)准确、简洁、平实是科普文语言的主要特点。(2)科学小品，讲究趣味性、文艺性，需要作必要的生动、形象的说明：①使用比喻和拟人的修辞方法；②叙述生活感受，使文章在准确性的基础上更添真实性和生活情趣；③适当描写，使被说明事物栩栩如生。解析课文02刨根究底（páo）撒手人寰（huán）湮没（yán）惊诧（chà）栅栏（zhà）畏葸不前（xǐ）五彩斑斓（lán）目眩（xuàn）鄙视（bǐ）冷嘲热讽（fěng）杜撰（zhuàn）怪诞（dàn）字词掌握题记阐发式诠释题目式点明题旨式总领全文式设喻寓理式提示下文是在介绍有关科学的观点基本脉络童年的两件趣事（1）童年的第一件趣事（2-11）童年的第二件趣事（12-18）

第一层（1）全文总纲：点明后面的写作内容语言特点：平实简明第二层一部分（2-11）童年的第一件趣事，“鲤鱼世界的遐想”无限的遐想（3）我想（3）我曾想（5）我想（7）我曾想（8）我常想（9）逻辑顺序问：“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？

（1）“水池之外看不见的世界没有科学意义。”（2）“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。（3）“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。（4）“鲤鱼科学”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”。

问：作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？

说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。（1）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”。（2）“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.（3）“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。第二层二部分（12-18）第二件趣事，对爱因斯坦未竟事业的向往八岁（12）不久（14）后来，高中阶段（15）时间空间逻辑说明顺序统一场论

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一米尔斯场理论，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。

文章的题目是“一名物理学家的教育历程”，因此，叙述的顺序主要是历时性的。请根据历时性来梳理文章并概括文章内容。

作者对鲤鱼世界是怎样遐想的？在他的遐想中“鲤鱼科学家”对“世界”的是如何认识的？

作者猜测鲤鱼是怎样观察它们周围的世界的，在他的遐想中“鲤鱼科学家们”是这样认识世界的：（1）“水池之外看不见的世界没有科学意义。”（2）“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。（3）“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，但不肯去探究原因。

（4）“鲤鱼科学”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”。【提问】作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？这种遐想的意义是什么？

说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处具体体现在以下几个方面：（1）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”。（2）“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。（3）“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。这种遐想给予作者的意义是充分挖掘了他的好奇心和发挥了想象力，并且他保持了这样奇特的想像力，也由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。

【提问】作者对爱因斯坦未竟事业是怎样看待和怎样做的？【提问】由此可见作者对爱因斯坦未完事业的向往有何意义？

这一过程的意义在于：作者的基本科学素质都得到了培养和锻炼。例如探究能力，推断能力，动手实验能力以及在其中不可缺少的不怕挫折、质疑求真的科学精神，尊重事实和实事求是的科学态度等都得到了培养和锻炼。

课文的重点是童年趣事和建立实验室，这三个事例已经把“教育历程”完整地勾画出来。而夹杂在其中的两个小事例，主要起补充和衔接的作用。历险故事加深作者对高维空间的想像，激发兴趣；而阅读统一场理论书籍，既表现高中阶段作者求知的热情，也衔接起由理论到实验的探究过程。

文章在介绍童年两件趣事的时候，课文还写了阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍这两件事，那么这两小段内容对“教育历程”的叙述有什么作用？

【补充材料】高维空间

——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”。

【补充材料】统一场论

——

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一米尔斯场理论，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。

阿尔伯特．爱因斯坦（Albert．Einstein）1897年3月14曰出生在德国西南距离慕尼黑八十五哩的乌耳姆城(Ulm)。父母都是犹太人。这是一个和睦、愉快的家庭。亲人们深爱着小爱因斯坦，但都为他的智力发育感到担忧。爱因斯坦小时候并不活泼，三岁多还不会讲话，父母很担心他是哑巴，带他去给医生检查。还好小爱因斯坦不是哑巴可是直到九岁时讲话还不很通畅，所讲的每一句话都必须经过吃力但认真的思考。爱因斯坦家的住房周围有花园，他经常一个人长时间地蹲在花园角落的灌木丛里，用手抚摩着小叶片或者凝视着匆匆跑动的蚂蚁。他很小就喜欢冥想，想了解大自然的奥秘。一次，在依萨尔河岸野餐时，一位亲戚说，小爱因斯坦很严肃，当其他的孩子都在互相玩耍、逗乐时，他却独自坐着看湖的对岸。母亲玻琳深情的为自己的孩子辩护：“他是沉静的，因为他在思索。等着吧，总有一天他会成为一个教授！”那位亲戚感到可笑，但也理解母亲的心情。教授！在人们的心目中，只有那些聪敏的人才有可能得到这个荣誉的称号，这个连话都说不好的笨孩子能成为一个教授吗？

【补充材料】【补充材料】

１９０５年，年仅２６岁的爱因斯坦发表了三篇论文，在物理学三个不同领域取得了历史性成就，特别是狭义相对论的提出，使人类对于空间、时间和物质运动的认识发生了革命性变化，标志着物理学新纪元的到来。１９１５年，爱因斯坦发表广义相对论。这是继狭义相对论之后，近代科学的又一个重大成就。１９１９年，英国天文学家爱丁顿的日全食观测结果证实了爱因斯坦所作的光线经过太阳引力场会弯曲的预言。爱因斯坦由此声名鹊起，相对论成为人们家喻户晓的名词。【补充材料】

【提问】作者说“我决定要对这一问题刨根问底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人？

理论物理学家的工作是抽象、枯燥的，受实验条件的限制，自己的学说很难得到实验的证明，甚至可能到死也得不到成就。这样的人必须耐得住寂寞，必须有奉献精神。“在所不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。

【提问】作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？

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。

童年青年（成年）鲤鱼世界的幻想爱因斯坦的故事实验（理论物理学家）文章结构：叙述的顺序主要是历时性的，而“童年的两件趣事”作为文章的主要内容，又是共时性的叙述。

【提问】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，那么从中我们可以看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。

（1）想像力：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，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“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。

【提问】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，那么从中我们可以看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。

（3）实验精神：丁肇中说过：“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。”“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。”（《应有格物致知精神》）有了想像力，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，不可能达到真理的彼岸。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。即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论，也要有数学和天体物理学的实验基础，也不是空想出来的。

【提问】本文在材料处理上有什么特点？

自由讨论：你认为作者能够成长成才的因素有哪些？其中你认为最重要的是什么？联系自己生活的实际，从中得到怎样的人生启迪。

童年的两件趣事之所以引导作者走上成为一名理论物理学家的历程，是因为作者在这其中的一些基本科学素养和科学能力得到了充分地挖掘、培养和锻炼，它们是：好奇心、想象力、探究能力、实验能力、不怕挫折，质疑求真的科学精神，尊重事实和实事求是的科学态度等。挖掘主旨03科学精神（一）想像力：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，体现了创新意识和探索精神。

科学精神（二）乐趣：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“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。科学精神（三）实验精神：丁肇中说过：“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。”“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。”（《应有格物致知精神》）有了想像力，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，不可能达到真理的彼岸。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。即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论，也要有数学和天体物理学的实验基础，也不是空想出来的。鲤鱼世界的幻想

爱因斯坦的故事

童年实验青年理论物理学家成年

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李政道：Tsung-DaoLee（1926年11月25日—），美籍华裔物理学家，出生于中国上海。1957年，他31岁时与杨振宁一起，因发现弱作用中宇称不守恒而获得诺贝尔物理学奖。他们的这项发现，由吴健雄的实验证实。李政道和杨振宁是最早获诺贝尔奖的华人。杨振宁(ChenNingYang1922～)美籍华人，理论物理学家，1922年10月1日生于安徽省合肥县（含合肥市）。若贝尔物理奖获得者

我没有特殊天赋，我只是极为好奇。整个科学只不过是每日思考的精练。想象力比只是更重要。我没有什么特别的才能，不过喜欢刨根问底地追究题罢了。在我审视我自己和我的思维方式时，我的结论是：在吸收有益的知识方面，奇思玄想的天赋对我而言，比我的才能更重要。

——爱因斯坦国外的教育，是先要给孩子一个“兽身”，就是像野兽一样强健的体魄，再给他们一颗“人心”，告诉他们做人的道理、责任、义务等等，使他们有一个积极、健康的人生态度；最后，才是教给他们必要的知识，使他们对过去、现在、和未来有个足够的了解。而我国的教育，确实存在一些问题。我国的教育，更多给下一代漂亮的脸蛋儿、能歌的喉咙、善舞的秀腿、纤细的腰肢、善于记忆的大脑，可惜偏偏没有给他们画上一个善于独立思考的大脑，没有注重道德，个人修养以及危机感和使命感的熏陶。国内外教育的对比而在中国，却是固定的按照教科书给学生上课，单调乏味。国外的教育非常活跃，常常是布置一两道没有固定答案的题自己去查资料，学生往往是在图书馆里泡几个小时才能完成作业。这同时增加了课外阅读量，使他们的知识面更广，思维变得活跃。

中国学生的作业往往是老师费尽心思找到的习题或者试卷在做，虽然说在一定程度上是有一定效果的，但是这也就是为什么会出现那么多“抄作业”的现象的重要原因。而且这样显得很呆板，不利于学生的教育成长和智力开发。有人说，外国的学生把电脑当作工具，而中国的学生把电脑当玩具，这不是没有道理。《成长》里有句话很好“如果我们没有办法改变教育，那么就改变我们自己对教育的看法”。

这个世界上总有这样那样令人不满又无可奈何的事，不过，作为个人，有一件事总是可以做的，提高自己，而且利用一切可利用的机会来提高自己。也许在某个高度，我们会突然发现有些事情我们可以来着手解决了。这恐怕也是儒家讲的修身，齐家，治国，平天下的道理。

认识自己也好,不认识自己也好,只要我们心中有希望,脚下有路,那就走下去吧.为认识自己毕竟需要一个过程,也要付出代价,不劳而获的事毕竟更多的是出于幻想.目标：通过分组讨论的方式，根据文本提供的信息写一份自我推介简历分组讨论我的简历的教育历程拓展训练04zhuànchàxiáhàndànlánlánxǐhàohuán览缆涌桶崇祟祟刨袍2．词语辨析(1)振动·震动[辨词]振动：指物体通过一个中心位置，不断做往复运动。如“蒸汽机里的活塞、钟里面的钟摆的运动都是振动”。震动：指外力引起的颤动，也指精神受到重大影响。如“春雷震动山谷”“消息震动全国”。[选词]①在A股市场出现调整的当下，周边股市的低迷很可能给A股市场带来一段时间的

。②去年夏天，一种甩脂机风靡市场，宣称“剧烈地

，疯狂地甩脂”。震动振动(2)熟悉·熟习[辨词]二者都有“非常了解”的意思。熟悉：指知道得清楚、详细，与“陌生”相对。常指视觉、听觉和其他方面的认知活动，对象可以是具体的人或事物，也可以是抽象事物。熟习：(对某种技术或学问等)学习得很熟练或了解得很深刻，多指记忆、运用、掌握等实际活动。[选词]①他曾经在这一带工作过，所以对这里的情况比较

。②有何图谋？美军开始帮日韩澳等亚太盟友

五代战机。熟悉熟习(3)神志·神智[辨词]二者都与人的精神有关。神志：人的精神和感觉、知觉和理智。神智：精神智慧。[选词]生活在诗书簪缨之家的贾宝玉，可谓

不凡，但在失玉之后却

不清，令人费解。神智神志×

冷嘲热讽：尖刻地嘲笑和讥讽。与“诋毁”不相对，可用“反唇相讥”。×

自鸣得意：自以为了不起，表示很得意(多含贬义)。不太合乎语境，可用“自命不凡”，使之与“平凡”对应。×

微乎其微：形容非常少或非常小。这里强调两者相比，某一方“不值一提”，用“微不足道”更恰当。√刨根究底：比喻追究底细。使用正确。10分钟基础练1．依次填入下列句子横线处的词语，最恰当的一项是(

)中国首位获得诺贝尔奖的科学家名叫屠呦呦，令她获此

的成果是青蒿素。在古法的

下，屠呦呦带领研究团队，创造性地采用低温乙醚萃取法，经过191次尝试，终于成功地将具有极强抗疟活性的青蒿素提取了出来。经过后续实验，屠呦呦团队发现，

后的青蒿素在高温下是稳定的。然而，随着青蒿素的广泛使用，医疗工作者发现一些疟原虫已对青蒿素产生抗性。疟疾能像天花一样，被人类彻底征服吗？让我们

吧！素养分层作业A．殊荣启示提纯翘首以待B．荣耀启发提取拭目以待C．荣耀启示提取翘首以待D．殊荣启发提纯拭目以待答案解析

第一处，殊荣：特殊的荣誉。荣耀：光荣。“殊荣”语气较重，符合语境。第二处，“启示”重在得到提示，“启发”重在使有领悟。根据语境，应选“启发”。第三处，“提取”“提纯”是两种实验方法，“提取”偏重过程，“提纯”偏重结果。根据语境，应填“提纯”。第四处，拭目以待：擦亮眼睛等着瞧。形容殷切期望或密切关注事态的动向和结果。翘首以待：形容殷切盼望。翘首，抬起头来望。后者侧重等待急切，与语境不符，故应用“拭目以待”。解析2．下列各句中，没有语病的一项是(

)A．药学家屠呦呦荣获诺贝尔生理学或医学奖，这不仅是中医药走向世界的里程碑，更是屠呦呦及其研究团队的巨大成功。B．一些科学家鄙视更高维数世界，是因为他们不能在实验室里便利地验证它。C．睡莲之所以能够不被触摸而运动的原因，是因为有一种看不见的神秘力在对它起作用。D．屠呦呦表示，希望诺贝尔奖的到来能激励新机制的产生，让年轻人有一个更好的科研环境，以便充分发挥他们的能力，创造出更多的科研成果。答案解析

A项，语序不当，“不仅是……更是……