名物理学家的教育历程

“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。 一名物理学家的教育历程加来道雄 每个人的身后都有一段历史 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” 阅读课文目标：理出文章思路分析文章的结构特点 说明顺序：时间空间逻辑 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（10）逻辑顺序 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。 【提问】“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？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？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） 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。 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： 【提问】作者在文章中所说，"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"。这两件趣事是指什么？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。 【提问】课文中阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容，对“教育历程”的叙述有什么作用？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。 【提问】在作者所说的第二件趣事中，除了作者自身的兴趣外，还有没有其它外在的因素在影响着作者？有，这就是作者所说的中学的老师，他们给作者讲述"人类历史上最伟大的科学家"的故事，这是第二件趣事产生的直接因素。 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. 目标之三：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。 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）。