《一名物理学家的教育历程》课件

一名物理学家的教育历程加来道雄 作者介绍：加来道雄美籍日裔物理学家，毕业于美国哈佛大学，获得加利福尼亚大学哲学博士学位。代表著作《超越时空》、《量子场论》等。其中的《超越时空》被称为“20世纪人类的伟大智力壮行” 学习目标1.学习文章在结构安排上的特点和科普文寓抽象于形象的语言特色。2.体会作者身上所体现的精神品质对人成长的作用。3.激发对自然科学的浓厚兴趣。 认真阅读文章，理清文章结构 文章结构文章的题目是“一名物理学家的教育历程”，田此，叙述的顺序主要是历时牲的。但是，作者开头就说“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。”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。这样的结构安排，使文章既脉络清楚，又重点突出。结构如图：　　　　　　　　童年　　　　　　　　　青年(成年)鲤鱼世界的幻想(想像)→实验→(理论物理学家)爱因斯坦故事(理论) 一.（1段）全文总括：记叙了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的。二.（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.（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。 文章向我们讲述的平行宇宙及多维空间是非常艰涩难懂的理论，但作者却讲得深入浅出，举例分析这种语言特色。 艺术鉴赏化抽象为形象的描述作者借助于想象，采用了拟人化的笔法，让鲤鱼“科学家们”会看会想，会提出问题会说话，这样就使深奥的科学道理变得浅显易懂。鲤鱼之于人类的类比让人更容易明白我们看不见但确实存在的另外的平行世界。 【提问】“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？【明确】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”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？【明确】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。 你所能理解的世界是几维的？你能理解加来道雄所论述的多维宇宙吗？你读过相关的书籍或看过相关的电影吗？你相信我们的宇宙是更多维的吗？ 多维空间0维：没有长宽高，单纯的一个点，如奇点。一维：只有长度二维：平面世界只有长宽三维：长宽高立体世界我们肉眼亲身感觉到看到的世界三维空间是点的位置由三个坐标决定的空间。客观存在的现实空间就是三维空间，具有长、宽、高三种度量。数学、物理等学科中引进的多维空间概念，是在三维空间基础上所作的科学抽象。四维：一个时空的概念日常生活所提及的“四维空间”，大多数都是指阿尔伯特·爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系，是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴，而这条时间的轴是一条虚数值的轴。根据阿尔伯特·爱因斯坦相对论所说：我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。一维是线，二维是面，三维是静态空间，四维是动态空间（因为有了时间）。 加来道雄能够成长为一名理论物理学家的因素有哪些？结合原文分析。有些人随着年龄的增长而越来越远离自己童年的梦想，你属于这一类人吗？你觉得是什么原因让你离那个梦想越来越远呢？ 【明确】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。 （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。 我们没有成为我们自己想要成为的自己，却成为了他们想要我们成为的那类人。独立思考坚持自我 但丁说：“走自己的路，让别人去说吧！”达尔文说：“物竞天择，适者生存。”当自己的选择和现实环境冲突的时候，你会怎么选择？