《宇宙的未来》课件-1

第13课宇宙的将来作者：史蒂芬·霍金Zm

“宇宙有开端吗？如果有的话，在这里之前发生过什么？宇宙从何处来，又往何处去？”──史蒂芬·霍金“即便把我关在果壳里，仍然自以为无限空之间之王！”──《哈姆雷特》莎士比亚轮椅上的传奇科学家

史蒂芬·霍金1942年1月8日出生于英国的牛津，这是一个特殊的日子，现代科学的奠基人伽利略正是逝世于300年前的同一天。霍金在牛津大学毕业后即到剑桥大学读研究生，这时被诊断患了“卢伽雷病”，不久，就完全瘫痪了。1985年，霍金又因肺炎进行了穿气管手术，此后，他完全不能说话，依靠安装在轮椅上的一个小对话机和言语合成器与人进行交谈；看书必须依赖一种翻书页的机器，读文献时需求邀请人将每一页都摊在大桌子上，然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读……霍金正是在这种一般人难以置信的艰难中，成为世界公认的引力物理科学巨人。霍金在剑桥大学任牛顿曾担任过的卢卡逊数学讲座教授之职，他的黑洞蒸发理论和量子宇宙论不仅震动了自然科学界，并且对哲学和宗教也有深远影响。从宇宙大爆炸的奇点到黑洞辐射机制，霍金对量子宇宙论的成长作出了杰出的贡献。他的目的是处理从牛顿以来一直困扰人类的“第一推力”难题。他的宇宙模型是一个封闭的无边界的有限的四维时空，宇宙的演化完全取决于物理定律。霍金坚信，关于宇宙的起源和命运的基本思想能够无需数学来陈述，而且没有受过专业训练的人也能理解。他曾在通俗演讲里，活跃地向听众解释“利用光速，从‘黑洞’进去”。从“‘白洞’到宇宙另一区域去作时空旅行”的设计，是有趣的科学幻想，而现实却是难以做到的简明道理。经过数年的辛勤写作和修正，于1988年4月正式出版宇宙论科普著作《时之间简史》。书中引导读者遨游外层空之间奇异领域，对遥远星系、黑洞、夸克、大统一理论、“带味”粒子和“自旋”的粒子、反物质、“时之间箭头”等进行探索。《时之间简史》，已用33种文句发行了550万册，如今在西方，自称受过教育的人若没有读过这本书，会被人看不起。

医生曾诊断身患绝症的霍金只能活两年，他之所以能支持到今天并取得卓越成就，最主要的是他具有强烈的使命感和极其坚强的意志。霍金的一生，是人类意志力的记录，是科学精神创造的奇迹。走进神秘的宇宙在中文里，“宇”是“上下四方”的意思，表示空之间；“宙”是“古往今来”的意思，表示时之间。宇宙的历史，就是空之间在时之间上成长的过程，斯蒂芬·霍金以时之间为序，研究我们所处的这个宇宙诞生、成长，以及它将来可能的状况，因此，他把自己的书称作《时之间简史》，实际上就是《宇宙简史》。

本文重点是谈作者对宇宙的将来作出的科学预言，阅读时要准确地筛选出这些预言的观点和支撑这些观点的材料。同时，还应该体会这篇讲演在言语上的幽默特点。本文重点阅读文章·赏析归纳（1——6）先表明预言宇宙的信心1.这部分先解释什么？2.这篇讲演的主题是预言宇宙的将来,为什么开篇（1——5）先罗列了一些巫师们预言屡屡失败的尴尬的事件？经由对比解释巫师们的预言缺乏科学依据，只是一些模棱两可的判断，而真正的技巧在于解释。这与科学家的预言有很大的区别。2.作者认为，科学家预言宇宙的将来，必须摆脱哪些思想局限？剖析阻碍预言的东西1.这部分解释什么情况？（7-11）思想局限有四个方面1我们只了解正常情况下物体的科学定律，不知道制约在极端条件下的精确定律，故不能预言宇宙的将来。（7——8）2我们受到时之间尺度的制约，故不能预言宇宙的将来。（9）43我们毁坏和消灭环境才能的增长比利用这种才能的智慧的增长快得多，故不能预言宇宙的将来。（10）我们不能肯定星球在轨道上的微小扰动长期积累会产生怎样的变化，故不能预言宇宙的将来。（11）作者认为科学家能够预言宇宙的将来的依据是什么？指出可预言的科学依据（12-13）1.这部分是写什么的？1.我们观察到的从外空之间各个方向来的微波幅射背景的温度极其接近，这表明宇宙的膨胀是平滑而非混沌的。（12）2.我们依据地球在太阳系中的地位以及其所属的星系中的地位，推断出任何其他星系的任何背景亦相同，故可确定在大尺度下宇宙的行为是简单的，能够预言。（13）2.作者是如何描绘宇宙将来的样子的呢？（14-21）描绘宇宙将来具体景象1.这一部分如何总结？大爆炸形成宇宙的膨胀。如果宇宙的密度大于某个临界值，吸引力将最终使膨胀停止并使宇宙开始重新收缩，最终宇宙就会坍缩到一个具有无限密度的奇性的大挤压，时之间本身就会在大挤压处终结。大挤压之后的存在是不能预言的。如宇宙密度小于该临界值，宇宙就不会坍缩，它会继续永远膨胀下去，星系们会继续以恒常速度相互离开。现在的宇宙正在膨胀,至少在100亿年内不会停止。（14－19）在大约100亿年以后，宇宙中大多数恒星都已把燃料耗尽，似太阳质量的恒星，不是变成白矮星就是变成中子星，具有更大质量的恒星会变成黑洞。这些宇宙残留物继续绕着银河系中心每100亿年转一圈，它们互相碰撞，使一些被抛到星系外面去，余下的会渐渐在中心附近稳定下来，最终汇聚在一起，形成一个巨大的黑洞。最后这个黑洞可能在10的90次方年的时之间蒸发掉（20——21）。在对宇宙的将来的预言中，存在哪些不确定的因素？（22-25）影响预言的不确定因素1.这部分解释什么情况？有两个一是可能存在当前我们未知的暗物质，它们会影响大爆炸后一秒钟内宇宙的初始密度，从而影响对宇宙最终坍缩时之间的确定（22、23）二是对宇宙的初始密度的确定有着不同的认识：一是按照人择原理去确定，一是按照暴涨理论去确定。二者有较大差距（24——25）（26）1.最后一部分做什么？对全文进行小结2.总结的要点是什么？人们能够预言将来，但宇宙的将来是坍缩还是无限膨胀，尚难定论。因为宇宙现有密度似乎非常接近于把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度。小结全文思路构造1-6：先表明预言宇宙的信心7-11：再剖析阻碍预言的东西12-13：指出可预言的科学依据14-21：描绘宇宙将来具体景象22-25：影响预言的不确定因素26：最后对全文进行下小结作为一篇关于宇宙将来的演讲词，本文的大量篇幅是较为严肃的科学话题，运用了好多专业术语，容易使人感到沉闷。但是霍金的聪明之处在于他运用了许多幽默风趣的言语，使得这样一篇旨在解释科学道理的学术演讲，让人能够在一种轻松愉快的气氛中认真听下去。这样的言语是很多的，例如：“幸运的是，数人名看来要花很长的时之间。”“你在实际上不可

言语艺术样式小结这篇演讲词的言语特点怎样？幽默风趣能预计出来数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。”“即便宇宙将要坍缩，我能够满怀信心地预言，它至少在一百亿