《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

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。想象力比知识更重要。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。

——爱因斯坦阿尔伯特·爱因斯坦

（1879——1955）爱因斯坦，美籍德国犹太裔，理论物理学家，相对论的创立者，现代物理学奠基人。1921年获诺贝尔物理学奖，1999年被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。

有一次，一个美国记者问爱因斯坦关于他成功的秘诀。他回答：“早在1901年，我还是二十二岁的青年时，我已经发现了成功的公式。我可以把这公式的秘密告诉你，那就是A=X+Y+Z！A就是成功，X就是正确的方法，Y是努力工作，Z是少说废话！这公式对我有用，我想对许多人也一样有用。”

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），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。

加来道雄

（1947—）

加来道雄（MichioKaku）博士，美籍日裔人，纽约城市大学研究生中心的理论物理学教授，世界著名物理学家、著名的科学畅销书作者，超弦理论的奠基人。他的著作都广受赞誉，《构想未来》、《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。他主持着一档全美国联网的科学广播节目，还在《晓闻热线》、《60分钟》、《早安美国》以及《拉里·金直播在线》之类的全美国性电视节目中亮相。什么是理论物理学家？对应于物理学,分为理论物理和实验物理，物理学家也可以分为理论物理学家和实验物理学家。当然，物理学中理论和实验都是必不可缺的组成部分，所以有时候这样的分类很难界定。只不过在一个物理学家更偏重理论的情况下，他（她）被称为理论物理学家，例如爱因斯坦；而如果偏重实验，则称为实验物理学家，例如法拉第。【提问】课文可以分为几个部分？

主要内容是什么？一.（第1段）记叙作者在童年的两件趣事，以及作者是如何由这两件趣事来激发自己的科学兴趣。二.（第2-11段）由对鲤鱼世界的遐想，推知人类认识的局限性。

1.幻想鲤鱼“科学家”研究的局限性。

2.推知人类对多维空间研究的局限性。三.（第12-18段）对爱因斯坦未竟事业的向往与学习研究。

1.探究爱因斯坦未完成的理论。

2.建立自己的原子对撞机。作者在文章中说，"童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，并且引导我走上成为一个理论物理学家的历程"。第一件趣事是指作者小时候在父母的带领下，去旧金山游览著名的日本茶园。作者在那里发现了丰富多彩的非常有趣的鲤鱼世界。

第二件趣事是指作者在八岁时曾听过的一个有关整个人类历史上最伟大的科学家的故事。研习2-11段

文章中说到“鲤鱼‘科学家’”时，把“科学家”加上引号。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？这里的引号，表示所引的词语有特殊意义，此处的科学家不同于我们通常使用的“科学家”的含义。假想的鲤鱼世界里的“有‘智慧’的鲤鱼”。

“鲤鱼科学家”对“世界”的认识怎样？主要有以下几点：（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）“鲤鱼科学家”的“传奇故事”，真实地证明另一个世界的存在，而它们其他鲤鱼却认为“胡说八道”，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律”。

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。研习12-18段第12自然段“称他是整个人类历史上最伟大的科学家”一句中“人类历史上最伟大的科学家”指的是谁？“这个理论”是什么？（1）指的是“爱因斯坦"；(2)是下文提到的“统一场论”。第16自然段“年轻人的一个优点就是不会由于世俗的约束而畏葸不前”这个“优点”对你有何启示？在科学上，没有平坦的大道可走，只有不畏艰险，沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。第17段采用了什么说明方法？有什么作用？列数字。作为科普作品其功能之一，就是激发大家对科学的兴趣，这种叙事加准确的字数的说明方法，能很好地实现这一目标。本文题目为“一名物理学家的教育历程”，既为“历程”，一般当以时间为序，从小学到高中再到大学来写。那为什么本文只选取童年的两件趣事和高中建立实验室的事件来写呢？在作者这位物理学家受教育历程中，一定有很多值得写的事件，但本文不仅仅是简单的向大家讲述其成长故事的，它有着深刻的科学内涵。在作者看来，想象力、兴趣和实验精神对科学家的成功而言是至关重要的。所以作者便打破常规方式，只选择三个能够很好体现这三层内涵的事件来写。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。”有想像力，有乐趣，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。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。本文在材料处理上有什么特点？本文布局谋篇重点突出，详略得当。在整体上，作者并没有从童年到小学到初中到高中，按时间顺序叙事，而是通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例，突出他成长为一名“物理学家”的“教育历程”；在局部上，如高中阶段，作者看了许多统一场理论方面的书，并常常去斯坦福大学的物理图书馆，相关的理论书籍是怎样启发、引导他研究的，这里肯定有许多精彩的故事，但是作者只是一笔带过，重点放在制造“自己的原子对撞机”上，其中具体的数据叙述得很详尽，让人体会到作者严谨、踏实的性格，以及内在的成为物理学家所需要的基本素质。

课后积累与拓展加来道雄划分的三类不可能事物：第一类不可能：现在不可能实现，但它们并不违背已知的物理学理论。它们可能在21世纪或22世纪变成现实，它们是：力场、隐形术、隐形传送、心灵感应、意志力、机器人、不明飞行物和外星人、星际飞船、