一名物理學(xué)家的教育歷程

1、導(dǎo)入新課導(dǎo)入新課 ? 成為一位科學(xué)家是無數(shù)有志青成為一位科學(xué)家是無數(shù)有志青年的夢想，對(duì)物理的探究更是許多年年的夢想，對(duì)物理的探究更是許多年輕的學(xué)子孜孜以求的，我們來看一下輕的學(xué)子孜孜以求的，我們來看一下加來道雄的成長道路，或許能得到一加來道雄的成長道路，或許能得到一些啟發(fā)。些啟發(fā)。 加來道雄：加來道雄：美籍日裔美籍日裔作者簡介作者簡介 物理學(xué)家，畢業(yè)于美國哈物理學(xué)家，畢業(yè)于美國哈佛大學(xué)，獲加利福尼亞大佛大學(xué)，獲加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位，后任紐約市立大學(xué)城位，后任紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。市學(xué)院理論物理學(xué)教授。主要著作有超越愛因斯主要著作有超越愛因斯坦

2、坦（與與特特雷雷納納合合著著）量量子子場場論論超超弦弦導(dǎo)導(dǎo)論。其論。其“超弦理論超弦理論” ，雖然只是短短一個(gè)一英寸雖然只是短短一個(gè)一英寸長的方程式，也許就是解長的方程式，也許就是解開宇宙之謎的第一把鑰匙。開宇宙之謎的第一把鑰匙。字詞掌握字詞掌握 刨刨根究底（根究底（po ） 湮湮 沒沒 （yn ）柵柵 欄欄 （zh ）五彩斑五彩斑斕斕（ln ） 鄙鄙 視（視（ b ） 杜杜 撰撰（zhun） 撒手人撒手人寰寰（hun） 驚驚 詫詫 （ch）畏畏葸葸不前不前 （x ） 目目 眩眩 （xun）冷嘲熱冷嘲熱諷諷（fng）怪怪 誕誕 （dn） ?解題解題 ?“教育歷程教育歷程”，是：是： ? 時(shí)間順

3、序時(shí)間順序 “一名物理學(xué)家一名物理學(xué)家”指誰呢？指誰呢？? 加來道雄加來道雄 暗示本文的說明順序暗示本文的說明順序事極大地豐富了我對(duì)世界的理解力，并且事極大地豐富了我對(duì)世界的理解力，并且引導(dǎo)我走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷引導(dǎo)我走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程。程?！边@這兩件趣事是指什么兩件趣事是指什么？ 第一件趣事第一件趣事是指作者小時(shí)候在父母是指作者小時(shí)候在父母的帶領(lǐng)下，去舊金山游覽著名的日本茶的帶領(lǐng)下，去舊金山游覽著名的日本茶園。作者在那里發(fā)現(xiàn)了豐富多彩的非常園。作者在那里發(fā)現(xiàn)了豐富多彩的非常有趣的鯉魚世界。有趣的鯉魚世界。 第二件趣事第二件趣事是指作者在八歲時(shí)曾聽是指作者在八歲時(shí)曾聽過的一

4、個(gè)有關(guān)整個(gè)人類歷史上最偉大的過的一個(gè)有關(guān)整個(gè)人類歷史上最偉大的科學(xué)家的故事?？茖W(xué)家的故事。 基本脈絡(luò)基本脈絡(luò) 一（一（1）：童年的兩件趣事。）：童年的兩件趣事。 二（二（ 2 -11 ）：童年的第一件趣事。）：童年的第一件趣事。 對(duì)鯉魚世界的遐想。對(duì)鯉魚世界的遐想。 三（三（12-18 ）：童年的第二件趣事。）：童年的第二件趣事。 對(duì)愛因斯坦未竟事業(yè)的向往。對(duì)愛因斯坦未竟事業(yè)的向往。 結(jié)構(gòu)圖解結(jié)構(gòu)圖解 一一.（1 段）段） 全文總綱：童年的兩件趣事。全文總綱：童年的兩件趣事。 二二. （211 段）由對(duì)鯉魚世界的遐想，推知人類段）由對(duì)鯉魚世界的遐想，推知人類認(rèn)識(shí)的局限性。認(rèn)識(shí)的局限性。 1.幻

5、想鯉魚幻想鯉魚“科學(xué)家科學(xué)家”研究的局限性。研究的局限性。 2. 推知人類對(duì)多維空間研究的局限性。推知人類對(duì)多維空間研究的局限性。 三三.（1218 段）對(duì)愛因斯坦未竟事業(yè)的向往與研段）對(duì)愛因斯坦未竟事業(yè)的向往與研究。究。 1. 探究愛因斯坦未完成的理論。探究愛因斯坦未完成的理論。 2. 建立自己的原子對(duì)撞機(jī)。建立自己的原子對(duì)撞機(jī)。 對(duì)鯉魚世界對(duì)鯉魚世界的幻想的幻想 對(duì)愛因斯坦對(duì)愛因斯坦未竟事業(yè)的未竟事業(yè)的向往向往 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 童年童年青年青年 成年成年 ? 理論物理學(xué)家理論物理學(xué)家 ?主要有以下幾點(diǎn)：主要有以下幾點(diǎn)： ?（1）“水池之外看不見的世界沒有科學(xué)意義。水池之外看不見的世界沒有科學(xué)意義

6、?！? （2）“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動(dòng)而困惑不它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動(dòng)而困惑不解解”它們以神秘的它們以神秘的“力力”來掩蓋自己的無知。來掩蓋自己的無知。?（3）“鯉魚科學(xué)家鯉魚科學(xué)家”的的“消失消失”和和“重現(xiàn)重現(xiàn)”它們認(rèn)為是它們認(rèn)為是“奇跡奇跡”，是，是“可怖的事情可怖的事情”，而，而不肯去探究原因。不肯去探究原因。 ?（4）“鯉魚科學(xué)家鯉魚科學(xué)家”的的“傳奇故事傳奇故事”，真實(shí)地，真實(shí)地證明另一個(gè)世界的存在，而它們卻認(rèn)為證明另一個(gè)世界的存在，而它們卻認(rèn)為“胡說八胡說八道道”，荒謬絕倫，違背它們的，荒謬絕倫，違背它們的“自然規(guī)律自然規(guī)律”。 1、“鯉魚科學(xué)家鯉魚科學(xué)家”對(duì)對(duì)“世界世界”的認(rèn)識(shí)是

7、怎樣的？的認(rèn)識(shí)是怎樣的？ ? 說明說明“自以為是自以為是”的人類和的人類和“鯉魚科學(xué)家鯉魚科學(xué)家”有有 相似之處。相似之處。 2、作者想通過“鯉魚科學(xué)家”對(duì)世界的認(rèn)識(shí)說明什么？ ?（1）人類一生就在自己的）人類一生就在自己的“池子池子”里度過，里度過，只要超出人類的理解力的自然存在，人類就拒只要超出人類的理解力的自然存在，人類就拒絕承認(rèn)。絕承認(rèn)。 ?（2）“科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念” ，是因?yàn)槿祟愔辉敢獬姓J(rèn)那些看得見摸得著的事是因?yàn)槿祟愔辉敢獬姓J(rèn)那些看得見摸得著的事物，不肯改變思考問題的方式。物，不肯改變思考問題的方式。 ?（3）“不能在實(shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)證不能在實(shí)驗(yàn)

8、室里便利地驗(yàn)證”的理論，的理論，人類就加以人類就加以“鄙視鄙視”，表現(xiàn)出思想上的保守和，表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。固執(zhí)。 理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥的，受實(shí)驗(yàn)條件的限制，自己的學(xué)說很難得的，受實(shí)驗(yàn)條件的限制，自己的學(xué)說很難得到實(shí)驗(yàn)的證明，甚至可能到死也得不到成就。到實(shí)驗(yàn)的證明，甚至可能到死也得不到成就。這樣的人必須耐得住寂寞，必須有恒心和奉這樣的人必須耐得住寂寞，必須有恒心和奉獻(xiàn)精神。獻(xiàn)精神?！霸谒晦o在所不辭”意味著意味著“理論物理學(xué)理論物理學(xué)家家”道路的艱辛道路的艱辛。 3.作者說作者說“我決定要對(duì)這一問題刨根問我決定要對(duì)這一問題刨根問底，縱然為此而必須成

9、為一名理論物理底，縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭。學(xué)家也在所不辭?！痹谧髡咝闹性谧髡咝闹小袄碚摾碚撐锢韺W(xué)家物理學(xué)家”應(yīng)該是怎樣的人？應(yīng)該是怎樣的人？ 4.作者建立實(shí)驗(yàn)室的事例，對(duì)我們現(xiàn)作者建立實(shí)驗(yàn)室的事例，對(duì)我們現(xiàn)實(shí)生活有怎樣的意義？實(shí)生活有怎樣的意義？ 科學(xué)是建立在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之上的，科學(xué)理論科學(xué)是建立在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之上的，科學(xué)理論要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)才能得到論證。實(shí)驗(yàn)不是簡要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)才能得到論證。實(shí)驗(yàn)不是簡單的操作，要有理論指導(dǎo)，要有實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，單的操作，要有理論指導(dǎo)，要有實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，要有策劃組織能力，要有耐力和恒心等等，實(shí)要有策劃組織能力，要有耐力和恒心等等，實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)的是實(shí)驗(yàn)者的

10、綜合能力。而我們當(dāng)前存驗(yàn)考驗(yàn)的是實(shí)驗(yàn)者的綜合能力。而我們當(dāng)前存在的問題是，重視理論，輕視基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)在的問題是，重視理論，輕視基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)為動(dòng)手能力和實(shí)踐能力差，思想上浮躁，急功為動(dòng)手能力和實(shí)踐能力差，思想上浮躁，急功近利。對(duì)教育而言，重知識(shí)，輕能力的現(xiàn)象很近利。對(duì)教育而言，重知識(shí)，輕能力的現(xiàn)象很普遍。這些都是一名理論物理學(xué)家重視實(shí)驗(yàn)給普遍。這些都是一名理論物理學(xué)家重視實(shí)驗(yàn)給我們現(xiàn)實(shí)生活的啟迪。我們現(xiàn)實(shí)生活的啟迪。 5. 本文體現(xiàn)了怎樣的科學(xué)精神？本文體現(xiàn)了怎樣的科學(xué)精神？ （1）想象力想象力：科學(xué)是需要想像力的，想像力能帶：科學(xué)是需要想像力的，想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對(duì)鯉魚世界的想

11、像中，認(rèn)識(shí)到來創(chuàng)造力。作者正是從對(duì)鯉魚世界的想像中，認(rèn)識(shí)到人類觀察空間的局限性，間接感悟到高維空間存在的人類觀察空間的局限性，間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造，體現(xiàn)了創(chuàng)新可能。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造，體現(xiàn)了創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。意識(shí)和探索精神。 （2）樂趣樂趣：科學(xué)不應(yīng)該是枯燥的，而是應(yīng)該充滿：科學(xué)不應(yīng)該是枯燥的，而是應(yīng)該充滿樂趣的。探尋自然的奧秘，對(duì)真正的科學(xué)工作者來說，樂趣的。探尋自然的奧秘，對(duì)真正的科學(xué)工作者來說，是和自然做的近似于捉迷藏的是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲游戲”，也是人生的，也是人生的“境界境界”?！坝螒蛴螒颉笔顾麄儤反瞬黄?，充滿激情，不使他

12、們樂此不疲，充滿激情，不受外界的誘惑和干擾；而受外界的誘惑和干擾；而“境界境界”使他們不顧功利，使他們不顧功利，不畏強(qiáng)權(quán)，只求真理。不畏強(qiáng)權(quán)，只求真理。 （3）實(shí)驗(yàn)精神實(shí)驗(yàn)精神：有了想像力，有了樂趣，：有了想像力，有了樂趣，那只是成為科學(xué)家的最基礎(chǔ)的因素，不去踏那只是成為科學(xué)家的最基礎(chǔ)的因素，不去踏踏實(shí)實(shí)地做實(shí)驗(yàn)，就不能得到基本數(shù)據(jù)，假踏實(shí)實(shí)地做實(shí)驗(yàn)，就不能得到基本數(shù)據(jù)，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎(chǔ)工說就不能確立。一味地空想，不去做基礎(chǔ)工作，不可能達(dá)到真理的彼岸。作者從事的高作，不可能達(dá)到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論，雖然還停留在紙面上，但是科維空間理論，雖然還停留在紙面上，但

13、是科學(xué)家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)工作，努力學(xué)家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)工作，努力使理論得到證明。即使如科學(xué)家霍金靠睿智使理論得到證明。即使如科學(xué)家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論，也要有數(shù)學(xué)和天體物的頭腦創(chuàng)建黑洞理論，也要有數(shù)學(xué)和天體物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也不是空想出來的。理學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也不是空想出來的。 6.本文在材料處理上有什么特點(diǎn)？本文在材料處理上有什么特點(diǎn)？ 重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)。重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)。 在整體上，作者并沒有從童年到小學(xué)到初在整體上，作者并沒有從童年到小學(xué)到初中到高中，按時(shí)間順序敘事，而是通過童年的兩件中到高中，按時(shí)間順序敘事，而是通過童年的兩件趣事和高中時(shí)建立實(shí)驗(yàn)室的事例，突出

14、他成長為一趣事和高中時(shí)建立實(shí)驗(yàn)室的事例，突出他成長為一名名“物理學(xué)家物理學(xué)家”的的“教育歷程教育歷程”，并不旁及其他成，并不旁及其他成長的經(jīng)驗(yàn)；在局部上，如高中階段，作者看了許多長的經(jīng)驗(yàn)；在局部上，如高中階段，作者看了許多統(tǒng)一場理論方面的書，并常常去斯坦福大學(xué)的物理統(tǒng)一場理論方面的書，并常常去斯坦福大學(xué)的物理圖書館，相關(guān)的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導(dǎo)他研究圖書館，相關(guān)的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導(dǎo)他研究的，這里肯定有許多精彩的故事，但是作者只是一的，這里肯定有許多精彩的故事，但是作者只是一筆帶過，重點(diǎn)放在制造筆帶過，重點(diǎn)放在制造“自己的原子對(duì)撞機(jī)自己的原子對(duì)撞機(jī)”上，上，其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡，讓人體會(huì)到作者嚴(yán)其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡，讓人體會(huì)到作者嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的性格，以及內(nèi)在的成為物理學(xué)家所需要謹(jǐn)、踏實(shí)的性格，以及內(nèi)在的成為物理學(xué)家所需要的基本素質(zhì)。的基本素質(zhì)。 多維空間多維空間 0 0維：維： 沒有長寬高，沒有長寬高，單純單純的一個(gè)點(diǎn)。的一個(gè)點(diǎn)。 一維一維 ：只有長度：只有長度 二維二維 ：平面世界：平面世界 只有長寬只有長寬 三維三維 ：長寬高：長寬高 立體世界立體世界 我們?nèi)庋塾H身感覺到看到的我們?nèi)庋塾H身感覺到看到的世界世界 三維空間是點(diǎn)的位置由三個(gè)坐標(biāo)決定的空間。三維空間是點(diǎn)的位置由三個(gè)坐標(biāo)決定的空間。 四維四維