高中語(yǔ)文必修三413《一名物理學(xué)家的教育歷程》 完整版課件

1、一名物理學(xué)家的教育歷程 加來(lái)道雄【背景資料】一、作者介紹加來(lái)道雄，美籍日裔物理學(xué)家，畢業(yè)于美國(guó)哈佛大學(xué)，獲加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位，后任紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。主要著作有超越愛(ài)因斯坦（與特雷納合著）量子場(chǎng)論超弦導(dǎo)論。二、相關(guān)知識(shí)為了更好地理解課文，我們需要了解一些相關(guān)的理論物理學(xué)知識(shí)：（1）統(tǒng)一場(chǎng)論根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)知識(shí)，將我們的宇宙結(jié)合起來(lái)的力有四種：引力、電磁力、強(qiáng)核力和弱核力。物理學(xué)家運(yùn)用量子力學(xué)，已經(jīng)把后三種力統(tǒng)一起來(lái)（美籍華裔物理學(xué)家楊振寧和他的學(xué)生米爾斯提出楊一米爾斯場(chǎng)理論，解決了這一問(wèn)題，被稱為“標(biāo)準(zhǔn)模型”。但是這一理論因?yàn)橛?jì)算繁復(fù)無(wú)比而讓人頭疼），但是引力仍

2、然游離在外。愛(ài)因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一，建立一個(gè)大一統(tǒng)的理論，最終也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。（2）高維空間現(xiàn)代理論物理學(xué)認(rèn)為，統(tǒng)一四種力的前景，在于高維空間（如十維或更高）理論的確立。比如對(duì)于古人來(lái)講，風(fēng)暴是怎樣產(chǎn)生的，風(fēng)暴會(huì)襲擊什么地方，什么時(shí)候襲來(lái)，什么時(shí)候結(jié)束，他們是一無(wú)所知的，因?yàn)樗麄兩钤谄教沟拇蟮厣希荒芸咳庋蹚慕朴诙S平面的角度來(lái)觀察，即使有簡(jiǎn)單的預(yù)報(bào)，也都是靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)推測(cè)的。現(xiàn)在有了氣象衛(wèi)星，從太空這樣三維角度觀察地球，在地面上看來(lái)神秘莫測(cè)的風(fēng)暴被看得一清二楚，可以精準(zhǔn)地預(yù)報(bào)風(fēng)暴的動(dòng)向。同樣，理論物理學(xué)家認(rèn)為，傳統(tǒng)的四維（空間三維加上時(shí)間）理論太“小”，不能解釋宇宙中的四種力。當(dāng)他

3、們超越四維而在更高維（如十維或更高）中尋求統(tǒng)一這四種力時(shí)，就能得到一種簡(jiǎn)單、漂亮的解決模型（科學(xué)家認(rèn)為宇宙應(yīng)該是簡(jiǎn)單、合諧的）。高維空間理論認(rèn)為，宇宙大爆炸后10-43秒，十維宇宙分解成四維宇宙和六維宇宙，四維宇宙暴脹，經(jīng)過(guò)近一百五十億年，演變成今天我們生活的宇宙。大爆炸后10-35秒，大統(tǒng)一力分開(kāi)。但是高維空間理論很難在實(shí)驗(yàn)室中得到證實(shí)，因?yàn)橐M當(dāng)時(shí)的環(huán)境，需要的能量太大，根本無(wú)法做到，所以現(xiàn)在高維空間理論只能是“理論”。本文的基本結(jié)構(gòu)文章的題目是“一名物理學(xué)家的教育歷程”，因此，敘述的順序主要是歷時(shí)性的。但是，作者開(kāi)頭就說(shuō)“童年的兩件趣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

4、個(gè)理論物理學(xué)家的歷程。”而“童年的兩件趣事”作為文章的主要內(nèi)容，又是共時(shí)性的敘述。這樣的結(jié)構(gòu)安排，使文章既脈絡(luò)清楚，又重點(diǎn)突出。 童年 青年 （成年） 鯉魚(yú)世界的幻想（想像）愛(ài)因斯坦故事（理論） 實(shí)驗(yàn) （理論物理學(xué)家） 本文的基本內(nèi)容人人都對(duì)自然感到好奇，都以自己喜愛(ài)的形式尋求自然的“謎底”，但是大多數(shù)人一般直接探尋自然本身，而作者卻由人的觀察角度，反思人類對(duì)宇宙的認(rèn)知?？此谱髡呱倌陼r(shí)的思維超出同齡人，其實(shí)只是他充分發(fā)揮了自己的想像力，并且保持了這樣奇特的想像力，由此奠定了他對(duì)高維空間理論探究的基礎(chǔ)。作者少年時(shí)接觸到愛(ài)因斯坦的“未竟事業(yè)”，激發(fā)了他的探究興趣。他之所以感到“激動(dòng)人心”，是因?yàn)樗?/p>

5、把愛(ài)因斯坦的理論當(dāng)成一個(gè)“偵探故事”來(lái)閱讀、探究，這非常符合少年的心理。另外，“我決定要對(duì)這一秘密刨根問(wèn)底”，也表現(xiàn)了他有毅力有恒心的性格，這是成為科學(xué)家的基本素質(zhì)。高中時(shí)代，本應(yīng)“在棒球場(chǎng)或籃球場(chǎng)玩?！?，享受青春年華，但作者卻“找遍周邊地區(qū)大量的電子倉(cāng)庫(kù)，裝配必需的硬件設(shè)備”，在“學(xué)校的足球場(chǎng)中纏繞22英里長(zhǎng)的銅線”，自己動(dòng)手建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，驗(yàn)證愛(ài)因斯坦理論，探究反物質(zhì)。作者進(jìn)行這樣艱苦枯燥的工作，體現(xiàn)了他對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)，以及踏實(shí)的性格，顯露出一個(gè)科學(xué)工作者的潛能。由到，我們可以清楚地看到作者的“教育歷程”和“教育內(nèi)容”。本文的寫(xiě)作思路很清晰，如何劃分本文的結(jié)構(gòu)層次？第一部分（1-14）：記敘了作

6、者在童年的兩件趣事，以及作者是如何由這兩件趣事來(lái)激發(fā)自己的科學(xué)興趣的。第二部分（15-18）：寫(xiě)了作者在興趣的引導(dǎo)下，為了實(shí)現(xiàn)自己的科學(xué)目標(biāo)而努力?！咎釂?wèn)】“鯉魚(yú)科學(xué)家”對(duì)“世界”的認(rèn)識(shí)是怎樣的？ 主要有以下幾點(diǎn)：（1）“水池之外看不見(jiàn)的世界沒(méi)有科學(xué)意義?！保?）“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動(dòng)而困惑不解”它們以神秘的“力”來(lái)掩蓋自己的無(wú)知。（3）“鯉魚(yú)科學(xué)家”的“消失”和“重現(xiàn)”它們認(rèn)為是“奇跡”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。（4）“鯉魚(yú)科學(xué)”的“傳奇故事”，真實(shí)地證明另一個(gè)世界的存在，而它們卻認(rèn)為“胡說(shuō)八道”，荒謬絕倫，違背它們的“自然規(guī)律”。 【提問(wèn)】作者想通過(guò)“鯉魚(yú)科學(xué)家”對(duì)世界的認(rèn)識(shí)

7、說(shuō)明什么？ 說(shuō)明“自以為是”的人類和“鯉魚(yú)科學(xué)家”有相似之處。（1）人類“一生就在我們自己的池子里度過(guò)”，只要“超出我們的理解力”的自然存在，他們就“拒絕承認(rèn)”。（2）“科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念”，是因?yàn)樗麄冎辉敢獬姓J(rèn)“那些看得見(jiàn)摸得著的事物”，不肯改變思考問(wèn)題的方式。（3）“不能在實(shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)證”的理論，他們就加以“鄙視”，表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。 【提問(wèn)】課文中閱讀多維空間歷險(xiǎn)故事和統(tǒng)一場(chǎng)理論書(shū)籍兩小段內(nèi)容，對(duì)“教育歷程”的敘述有什么作用？ 課文的重點(diǎn)是童年趣事和建立實(shí)驗(yàn)室，這三個(gè)事例已經(jīng)把“教育歷程”完整地勾畫(huà)出來(lái)。而夾雜在其中的兩個(gè)小事例，主要起補(bǔ)充和銜接的作用。歷險(xiǎn)故事加深作

8、者對(duì)高維空間的想像，激發(fā)興趣；而閱讀統(tǒng)一場(chǎng)理論書(shū)籍，既表現(xiàn)高中階段作者求知的熱情，也銜接起由理論到實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程。 【提問(wèn)】在作者所說(shuō)的第二件趣事中，除了作者自身的興趣外，還有沒(méi)有其它外在的因素在影響著作者？ 有，這就是作者所說(shuō)的中學(xué)的老師，他們給作者講述人類歷史上最偉大的科學(xué)家的故事，這是第二件趣事產(chǎn)生的直接因素?！久鞔_】本文布局謀篇重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)。在整體上，作者并沒(méi)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(guò)童年的兩件趣事和高中時(shí)建立實(shí)驗(yàn)室的事例，突出他成長(zhǎng)為一名“物理學(xué)家”的“教育歷程”，并不旁及其他成長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)；在局部上，如高中階段，作者看了許多統(tǒng)一場(chǎng)理論方面的書(shū)，并常常去斯

9、坦福大學(xué)的物理圖書(shū)館，相關(guān)的理論書(shū)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，但是作者只是一筆帶過(guò)，重點(diǎn)放在制造“自己的原子對(duì)撞機(jī)”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)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)?！咎釂?wèn)】本文在材料處理上有什么特點(diǎn)？【提問(wèn)】本文體現(xiàn)了怎樣的科學(xué)精神？【明確】本文三個(gè)主要部分，并不是簡(jiǎn)單地?cái)⑹龀砷L(zhǎng)的故事，而是具有深刻的科學(xué)精神內(nèi)涵，可以從中看到哪些方面的“教育”對(duì)成為優(yōu)秀科學(xué)家最為重要。（1）想像力：科學(xué)是需要想像力的，想像力能帶來(lái)創(chuàng)造力。作者正是從對(duì)鯉魚(yú)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可能。由感

10、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。（2）樂(lè)趣：科學(xué)不應(yīng)該是枯燥的，而是應(yīng)該充滿樂(lè)趣的。探尋自然的奧秘，對(duì)真正的科學(xué)工作者來(lái)說(shuō)，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”，也是人生的“境界”?！坝螒颉笔顾麄儤?lè)此不疲，充滿激情，不受外界的誘惑和干擾；而“境界”使他們不顧功利，不畏強(qiáng)權(quán)，只求真理。（3）實(shí)驗(yàn)精神：有了想像力，有了樂(lè)趣，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)，假說(shuō)就不能確立。做許多基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)工作，努力使理論得到證明?！咎釂?wèn)】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？【明確】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(guò)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)才能得到論

11、證。實(shí)驗(yàn)不是簡(jiǎn)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)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(wèn)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)給我們現(xiàn)實(shí)生活的啟迪。藝術(shù)鑒賞1 形象的描述 作者借助于想象，采用了擬人化的筆法，讓鯉魚(yú)“科學(xué)家們”會(huì)看會(huì)想，會(huì)提出問(wèn)題會(huì)說(shuō)話，這樣就使深?yuàn)W的科學(xué)道理變得淺顯易懂。2 語(yǔ)言準(zhǔn)確.嚴(yán)密 作者講究選詞，講究用恰如其分的詞句來(lái)表達(dá)周密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊馑?。早在幾千年前，“先圣”孔子就有“知之者不如好之者，好之者不如?lè)之者”

12、的觀點(diǎn)，用現(xiàn)在的話來(lái)說(shuō)，就是學(xué)習(xí)知識(shí)、本領(lǐng)時(shí)，興趣是十分重要的，它產(chǎn)生的作用不可小視，是其它很多東西所無(wú)法比擬的。培養(yǎng)自己對(duì)有益事物的興趣亦顯得尤為重要。那么興趣如何來(lái)培養(yǎng)呢？我相信興趣并不完全是由先天決定的，而且多數(shù)興趣是后天形成的。往往一件事物，從表面上看枯燥無(wú)味、無(wú)從著手，但假若你肯嘗試著去了解它，也許一開(kāi)始有難度，但興趣總會(huì)慢慢發(fā)生的。從“知之深則愛(ài)之切，愛(ài)之切則知之深”可以看出，興趣與認(rèn)識(shí)有著密切的聯(lián)系。如果一個(gè)人對(duì)一件事物認(rèn)識(shí)的越深，就越容易從中找到樂(lè)趣，畢竟任何事情都有其樂(lè)趣所在。同樣地，對(duì)一件事物十分感興趣，就促使自己不斷去了解它，于是乎認(rèn)知也越多了?？傊?yàn)橛辛伺d趣，于是就有了樂(lè)于為之奮斗的目標(biāo)，然后就有了堅(jiān)持不懈的動(dòng)力，再然后就有了收獲以及隨之而來(lái)的快樂(lè)賞經(jīng)典句 我不知道在別人看來(lái)，我是什么樣的人；但在我自己看來(lái)，我不過(guò)就象是一個(gè)在海濱玩耍的小孩，為不時(shí)發(fā)現(xiàn)比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜，而對(duì)于展現(xiàn)在我面前的浩瀚的真理的海洋，卻全然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。 牛頓A=X+Y+Z