一种新的世界观里夫金霍华德
【教学目的】jiaoxuemudi1.尝试解读文章内容以培养阅读的提要能力;2.学习举要日常事例来链接行文的说理路径。
呕心沥血:形容费尽心思。绞尽脑汁:费尽思虑。告罄qìnɡ:指财物用完或货物售完。【注音释义】zhuyinshiyi
1868年,德国伟大的物理学家鲁道尔夫·克劳修斯提出了一个十分重要而又让人费解的概念——熵。“熵”这个概念谈的是热力学的第二定律。曾有不少人对这个奇怪的概念不以为然,他们想制造出种种形式的永动机来证明“熵”这个概念的错误。100年的时间过去了,没有一个永动机能够永动。【阅读导言】yuedudaoyan
究报告,提出了“增长的极限”理论,指出人口和经济的增长,必然耗尽世界上不可再生的自然资源,同时污染环境,威胁人类生存。1981年,美国当代著名社会学家里夫金和霍华德出版了《熵:一种新的世界观》,从热力学第二定律出发,对熵这一物理概念作了哲学阐释,论述了政治、经济、教育等诸多领域的重大问题,在西方学术界引起震动。《熵:一种新的世界观》一书,特别对科学技术的迅速发展所带来的负面影响作了深刻的分析。1972年,西方著名的未来学研究团体罗马俱乐部发表了关于人类困境的研
现代科学技术从根本上改变了我们这个世界,解放了人类的体力甚至脑力,提高了我们的生活品质。科学意味着福音,我们无时不在享受科学技术的发展所创造的现代文明。科学作为一种文化,并非完美无缺。它在传播福音的同时,也不自觉地扮演着魔鬼。对技术进步的乐观,对物质增长的贪求,使人类陷入种种困境,如环境污染、能源危机、战争威胁等。
关于熵热力学第二定律的思想萌生于卡诺的热机效率研究,在理想的卡诺循环里,做功的代价是热所付出的,并且一定要有一个对转换进行补偿的过程。开尔文在1851年提出了:不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用功而不产生其他影响。这一表述被称之为“热力学第二定律的开尔文说法”。克劳修斯如是说:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他影响。这一表述被称之为“热力学第二定律的克劳修斯说法”。【知识卡片】wenzhangzuozhe
1865年,德国物理学家克劳修斯首次将熵这个概念引入热力学,用来阐明热力学第二定律。1877年,奥地利物理学家玻耳兹曼提出了玻耳兹曼关系式,建立了熵与系统微观性质的联系,赋予了熵统计学的意义。1929年,匈牙利物理学家西拉德又阐述了熵与信息的关系,揭示了熵的新的意义。在热力学中,熵是测定不能再用来做功的能量的量;在统计物理学中,熵是衡量微观系统无序程度的量;在信息论中,熵成为信息不确定度的量。
【信息提取】xinxitiqu宇宙的能量总和是个常数--宇宙中的能量总和一开始便是固定的。能量既不能被被创造,又不能被消灭。能量可以从一种形式转化为另一种形式。热力学第一定律?热力学第二定律?总的熵是不断增加的--每当能量从一种状态转化到另一种状态时,就会损失能在将来用于做某种功的一定能量。
熵:是不能再被转化做功的能量的总和的测定单位。定律:世界上的熵(即无效能量的总和)总是趋向最大的量的。熵?热力学第一定律、第二定律是彼此独立的吗?热力学第一定律说明了热力学过程中能量转换的量的关系--能量守恒;热力学第二定律说明了能量转换的方向问题--服从能量守恒定律的过程并不一定都能实现;两个定律从不同的角度反映了热力学过程的规律,二者不能互相替代,互相包容,是彼此独立的定律。
为什么说污染就是熵的同义词?举例“冷却的铁钳、平面上的水”试图诠释的是?“得到一定的惩罚”指的是?能量转换时,损失了能在将来用于做某种功的一定能量。熵的增加意味着有效能量的减少。被转化成了无效状态的能量构成了污染。污染是世界上转化成无效能量的全部有效能量的总和。能量平均状态是熵值达到最大的状态,将不再有任何自由能量来进一步做功。
区别地球上两个有效能量来源的基本点?为什么说“100%的回收是不可能的”?举例“餐具的使用”试图诠释的是?是否“在对人类有意义的时间内”。可以逆转熵的过程,但同时必须消耗更多的能量。物质可以循环再生,但必须以一定的衰变为代价。
“热寂”来临,导致的是?人有提倡低熵世界观和低熵生活方式,你对此有何看法?是熵,是能量的耗散,是做有用功的能力降低。提示:低熵世界观,精髓是以保存有限的资源为思想基础,将能流降低到最低限度;低熵生活方式,返朴归真,真正贯彻低度耗费。
全文共15段。第1段:引出热力学定律;第2段:表述热力学的两个定律,引出熵的概念;第3~4段:简说热力学第一定律;第5段:过渡到论述熵;第6~7段:对熵下定义并解说;第8~9段:能量耗散与熵;第10~15段:有效能量与熵。【整体把握】zhengtibawo
课文节选自《熵:一种新的世界观》的第二章第一节,主要解释了“熵的定律”的物理学意义,进而强调了有效能源的不可再生性,对能源危机表现出深深的忧虑。开头引用人类学家麦克斯•格拉克曼的话,来说明热力学第一定律和第二定律经过科学家的“呕心沥血”和“绞尽脑汁”,已成为“物理学基础教程”的内容;然后举了“地球上各民族文化的民谚”,说明热力学两个定律的原理在生活中能体味得到。经过这样的铺垫,“深不可测”的热力学概念变得可以亲近了。【阅读评点】yuedupingdian
作者在第二段中将热力学的两个定律用一句话概括出来,即“宇宙的能量总和是个常数,总的熵是不断增加的”,至此引出了“熵”的概念。作者并没有急于解释“熵”的涵义,而是努力把上面的概括作通俗的阐释。首先指出热力学第一定律的实质就是能量的守恒和转化,强调能量“既不能被创造又不能被消灭”,为下面说明热力学第二定律埋下伏笔。
能量虽然不能被消灭,但它在转化中却能耗散,“有效的”“自由的”能量,会变成“无效的”“封闭的”能量,我们会因此“得到惩罚”,这个惩罚就是熵的增加。因为“熵是不能再被转化做功的能量的总和的测定单位”。算是给出了熵的通俗定义。作者进一步阐述熵的涵义。能量的耗散意味着熵的增加,熵的增加就意味着有效能量的减少,有效能量的减少就意味着污染的加剧,所以“污染就是熵的同义词”。克劳修斯已经意识到,“能量水准的差异总是趋向于零”,冷却的铁钳与平面上的水都不能再做功了。能量如果处于平均状态,熵值就达到了最大状态。
由是,议题由能量的耗散,自然过渡到有关“能源危机”的探讨。作者从地球上能量来源、工业回收、物质衰变等角度探讨了能源危机。地球上的可再生能源,满足不了人类的需求,不可再生能源飞速耗尽。太阳能也“每秒钟都在递减”,对它的利用十分有限。在能源问题上,不允许有半点乐观,因为“每当你点燃一支香烟的时候,世界上的有效能量就减少了一点儿”。
热力学第二定律是冷酷无情的,“物质虽然可以循环再生,但必须以一定的衰变为代价”。“工业回收”不可能做到100%。回收加工又要消耗新的能量,使熵继续增加。从理论上讲,当宇宙中的有效能量告罄时,便达到了一种热平衡状态,即“热寂”。那时,将不会有任何可以做功的能量,更不会有生命。即使在太阳的有生之年,经过几十亿年,太阳或许能把地球上耗散的能量又重新聚集起来,但人类已等不到那个时候了。
①下列推断错误的一项是()A.宇宙中的能量总和是一定的。能量不会消失也可以转化。B.既然熵的不断增加是客观规律,所以总的来说,不论人如何努力,污染都是不可避免的。C.人类科学技术的进步,完全可以发现并创造出新的能量。D.世间一切事物的运动都在不断地耗散能量。C【课堂巩固】ketanggonggu
②对课文理解有误的一是()A.烧红的火钳和水坝截住的水具有有效的自由的能量。B.人们用水桶把水从坝底提到坝顶再让水落下来,或者把火钳再一次加热,这时它们的熵值最大。C.冷却的铁钳与平面上的水的能量是封闭的或无效的,都不属于自由能。D.世界上能量总是趋向于没有任何能量级别差异的能量平均状态。B
③课文第一段,作者举了三个民谚来启发人们认识热力学第二定律。请结合课文知识,从能量耗散的方面,阐释下面语句的意义:你不可能不劳而获:任何收获总是要消耗一定能量的,不付出的收获是没有。被消耗的能量,就不能再用来做功了。高楼夷为平地后,不可能自己再拔地而起;水从水坝上流到坝底,不可能自己再返回坝上。要想重新做功,就要消耗新的能量,而熵总是持续增加的。
事物处于凝聚状态,就有了势能;一旦分散开来,就再也不能自动回到凝聚状态。餐具在使用中,由于磨损,金属分子不断离开餐具,最终“零零星星地散失在土地里”。虽然它们依然存在,但已不能作为成块的金属被有效地使用了。覆水难收:
是《老子》中的话,原意为天道像一张大网,广阔无边,稀疏却不会有一点漏失。后来常用来比喻国家的法网虽宽,却不会漏掉一个坏人。在本文中,这句话意为:自然界虽然广大无边,但也从不疏漏。用课文中的原话来说,就是每当能量从一种状态转化到另一种状态时,我们会“得到一定的惩罚”。这个惩罚就是我们损失了能在将来用于做某种功的一定能量。这就是所谓的熵。天网恢恢,疏而不漏:
④熵,从火,商声。本文多次以燃烧为例展开议论。试找出三个例子,说说作者举例时所说明的道理。燃烧的例子有:烧掉一块煤、烧红了的火钳、点燃一支香烟等。分别说明:煤的能量没有消失,但它却不能再用来做功了;热量总是从温度较高的物体流向温度较低的物体,当温度平均后,就达到了“能量平均状态”,不能再做功了,这时“熵值达到最大的状态”;能量耗散的不可逆性,点燃一支香烟的确微不足道,但世界上的有效能量就会因此减少一点儿,真是“天网恢恢,疏而不漏”。
⑤课文题目《熵:一种新的世界观》指的究竟是一种怎样的“新的世界观“?作者认为人类科学技术的发展史是一个能量不断消耗、熵不断增加的过程,也是人类自身不断衰退、一步步走向毁灭的过程。作者对人类发展史和人类未来的发展持悲观的态度。作者用熵来重新认识人类发展史和发展前景,是一种新的世界观。
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