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宇宙的未来

在《果壳中的宇宙》一书中,霍金引用了莎士 比亚戏剧《哈姆雷特》里一句充满诗意的台词: “我即使被关在果壳里,仍自以为是无限空间之 王!”这句台词形象地道出了霍金的崇高精神追求, 使人们亲眼看到了“果壳”中的那个挑战命运的 不屈的灵魂。他曾说:“只要有智慧和精神在, 没有什么能打倒自己。身体的健康固然重要,心 灵的健康也会给你无穷的力量。”在少年霍金的 心中,崇拜的不是歌星或球星,而是贝特朗·罗 素,一位不知疲倦的思想家、哲学家和科学家。
合作讨论
1.为什么科学“不能预言人类社会的未 来”,却“可以预言宇宙遥远的未来”?
因为前者是混沌的,不确定的; 而“宇宙的行为在非常大尺度下是简 单的,而不是混沌的,因此,我们可以 预言宇宙遥远的未来”。
2.对宇宙未来的预言,关键是要弄清宇 宙的什么问题?
“对宇宙未来的预言,其关键问题在 于平均密度是多少。”
这句话幽默中含着讽刺,揭露了宗 教预言师的荒谬,表现了对方屡测屡败 却又想方设法自圆其说的尴尬与可笑。
(3)“例如,如果你稍微改变一下 你旋转轮赌盘的方式,就会改变出来 的数字。你在实际上不可能预言出来 的数字,否则的话,物理学家就会在 赌场发财。”
用这个比喻生动地说明了“即使 我们知道了制约宇宙的有关定律,我 们仍然不能利用它们去预言遥远的未 来”。
本文讲的是宇宙的未来问题,预测了两 种结局:或膨胀,或坍缩。
霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点?
(1)宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度有关,如果平均密度 小于某个临界值,它就会永远膨胀。如果平均密度大于临界值, 宇宙就会坍缩,时间本身就会终结。 (2)在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗物质, 它的引力吸引足以把高速旋转的星系牢牢抓住,不至于使这些星 系或星系团飞散开去。 (3)如果宇宙继续膨胀下去,五十亿年后,太阳将耗尽它的核 燃料,变成一颗白矮星。在大约一百亿年后,具有太阳质量的恒 星将变成白矮星或中子星,具有更大质量的恒星会变成黑洞。 (4)黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞,只要有足够 长的时间,巨大的黑洞也可以“蒸发”掉。 (5)在星系或星系团之外,应该存在有足够的暗物质,这些暗 物质能使密度达到临界值,从而可能会使宇宙最终坍缩。但这个 时间肯定在一百五十亿年之后。
作者为了说明现在的宇宙密度可能就在临界状态, 列举了两种假说,“一种是所谓的人择原理”,另一 种是“极早期宇宙的暴涨理论”。
对宇宙的未来,作者以为是可以 预测,还是不可以预测呢?
归根到底,宇宙的未来只有两种命 运:继续膨胀,或可能坍缩。这取决于 宇宙现有的密度,所以,科学家在没有 称算出宇宙的重量之前,不得不承认 “宇宙实际上是处在刀锋上”,所以要 继承巫师或预言家的传统:“两方下赌 注,以保万无一失。
作者说将宇宙中的暗物质考虑在内,也远远达不 到宇宙重新坍缩的临界密度,据此则可预言宇宙会继 续无限地膨胀下去,为什么后文又说宇宙最终可能会 坍缩?
宇宙中存在暗物质“一个证据来自于螺旋星系”, “必须存在某种看不见的物质形式,其引力吸引足以 把这些旋转的星系牢牢抓住”;“另一个证据来自于 星系团”,“要不是引力吸引把星系抓到一起,这些 星系团就会飞散开去……所以,在星系团中我们观测 到的星系以外必须存在额外的暗物质”。
轮 椅 上 的 传 奇 科ห้องสมุดไป่ตู้学 家
史蒂芬.霍金 1942年1月8日出生于英 国的牛津。
霍金在牛津大学毕业后即到剑桥大学读 研究生,这时被诊断患了运动神经细胞症, 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 机和语言合成器与人进行交谈;看书必须 依赖一种翻书页的机器,读文献时需要请 人将每一页都摊在大桌子上,然后他驱动
霍金名言
• 上帝既造就天才,也造就傻瓜,这不取决于 天赋,完全是个人努力程度不同的结果。
• 当你面临着夭折的可能性,你就会意识到, 生命是宝贵的,你有大量的事情要做。
• 宇宙有开端吗?如果有的话,在此之前发生 过什么?
• 宇宙从何处来,又往何处去? • 生活是不公平的,不管你的境遇如何,你只
能全力以赴。
课后作业
以“轮椅上的霍金,我 想对你说”为题写一篇文 章。
轮椅上的霍金,我想对你说:
精 读
文章内容是谈对宇宙未来的预测,为什么开 篇却谈巫师预言的尴尬、宗教预言的失败?

作者先从古代的巫术和近代的宗教预言
文 谈起,是为了引出话题,说明从科学的角
, 度谈论宇宙的未来是非常严肃的事,科学
探 有别于宗教的地方是它的求实精神,前者
究 内 涵
是有科学根据的,是运用天体物理学理论 进行的科学推测,科学预言;而后者是没 有科学根据可言的。
你是智者的化身, 你是人类探索宇宙的典范, 你站在爱因斯坦的肩上, 看得好远, 而我多想站在你的肩膀上, 一直看到宇宙的边缘, 惊讶于生命的浩瀚 。 向你致敬!
小结
这篇演讲,从古代巫师的预言, 谈到近代宗教的预言,然后过渡到自 己对宇宙未来的预言,运用天体物理 学理论,对宇宙的未来作出了两种预 测,一是继续膨胀下去;二是收缩以 至坍缩成一个点。
题 解:
在中文里,“宇”是“上下四方”的 意思,表示空间;“宙”是“古往今来” 的意思,表示时间。宇宙的历史,就是空 间在时间上发展的过程,史蒂芬•霍金以时 间为序,研究我们所处的这个宇宙诞生、 发展,以及它将来可能的状况,因此,他 把自己的书称作《时间简史》,实际上就 是《宇宙简史》。
整体感知 把握观点 用一句话简要地概括本文的主要内容。
体会这篇演讲词的语言特点。
(1)“……这些日期使股票市场下跌. 虽然它使我百思不解,为何世界的终结 会使人愿意用股票来换钱,假定你在世 界末日什么也带不走的话。”
这句话让人在笑声中悟到人类自身的 某些缺陷和某些思维误区。
(2)“据说,1844年是第二次回归的开 始,但是首先要数出获救者名单。只有数 完了名单,审判日才降临到那些不列在名 单上的人。幸运的是,数人名看来要花很 长的时间。”
致霍金
你是宇宙之王, 你是泰山北斗, 你是活着的爱因斯坦, 你是人们心中的英雄, 赋予你什么都不为过, 因为命运对你实在不公。
他剥夺你行走的能力, 你却用思想穿越时空; 他不让你站立, 你却用眼睛仰望天空; 他对你冷漠, 你却用微笑面对死神。 你不该剥夺的, 都被厄运拿走了, 只留下十个手指,
能活动的只有两个, 但对你来说, 有两个指头就足够了! 一个指头, 那是一把锋利无比的剑, 可以任意洞穿苦难、灾祸、痛苦, 可以消灭一切黑暗,赢得重生。 另外一个指头, 用以创造, 同样可以所向披靡。
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,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。
霍金的朋友曾这样感慨:“可以 相信,当他所热爱的东西都失去时, 他不仅坚强地活着,而且伟大地活 着,那么他所带给我们的不仅仅是 科学的智慧,还有人类最可贵的精 神。”
你怎么看待霍金?近期,一家青少年调 查机构调查出我国中学生最崇拜的人物是 歌星周杰伦、影星章子怡、球星姚明, “三星高照”。你又怎样看待这一现象?
从作者霍金的身上,能感受到高尚的 人格魅力。霍金的朋友曾这样感慨:“可 以相信,当他所热爱的东西都失去时,他 不仅坚强地活着,而且伟大地活着,那么 他所带给我们的不仅仅是科学的智慧,还 有人类最可贵的精神。”
宇宙的未来
导入新课
仰望灿烂的星空,我们会肃然起敬, 产生无穷无尽的联想和想象。从古到 今,人们对于宇宙的猜测和探索从来 没有停止过。今天我们走进《宇宙的 未来》,来了解霍金的猜测。
学习目标
1.提炼本文要点,增强概括能力。
2.通过自读,归纳霍金对宇宙未来 预言的主要观点。
3.通过本文的学习,感受科学精神, 增进科学素养, 激发学生对宇宙奥 秘的探索热情。
自读思考
1.霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点? 2.文章内容是谈对宇宙未来的预测,为什么开篇却谈 巫师预言的尴尬、宗教预言的失败? 3.作者说将宇宙中的暗物质考虑在内,也远远达不到 宇宙重新坍缩的临界密度,据此则可预言宇宙会继续无 限地膨胀下去,为什么后文又说宇宙最终可能会坍缩? 4.对宇宙的未来,作者以为是可以预测呢,还是不可 以预测? 5.体会这篇演讲词的语言特点是什么?
(4)“这有一点像是再投胎。如果有 人声称一个新生的婴儿是和某一死者等同, 如果该婴儿没从他的以前的生命遗传到任 何特征或记忆,这种声称有什么意义呢?人 们可以同样地讲,它是完全不同的个体。”
用这个比喻形象地说明宇宙在大挤压处终 结后,并不是任何发生在之后的事件都是 另一个相分离的宇宙的部分。
联系实际·拓展延伸
3.作者认为宇宙的未来会是怎样的?
会有两种可能:“如果它比临界值小,宇 宙就将永远膨胀,但是,如果它比临界值 大,宇宙就会坍缩。”
本文是霍金对宇宙未来的预言, 那你们又是怎么看待宇宙的未来? 你们相信有世界未日吗?
作为一篇关于宇宙未来的演讲词,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语言,使 得这样一篇旨在说明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。
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