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1、霍 金 宇宙的未來(lái)皖肥西中學(xué)石玉成制作 背 景 知 識(shí) 中國(guó)是最早進(jìn)行天文觀測(cè)的國(guó)家之一，在殷商甲骨文里，就有許多天文觀測(cè)記錄。漢語(yǔ)“宇宙”一詞出現(xiàn)較早。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的尸佼在他的著作尸子中就說(shuō)：“上下四方曰宇，往古來(lái)今曰宙?！睎|漢的高誘在淮南子原道訓(xùn)注中也說(shuō)：“四方上下曰宇，古往今來(lái)曰宙?！敝袊?guó)古代的宇宙學(xué)說(shuō)，有渾天說(shuō)、蓋天說(shuō)、宣夜說(shuō)等。 在西方，古希臘人也有多種宇宙學(xué)說(shuō)。公元前600年左右，住在米利都的古希臘哲學(xué)家泰利斯認(rèn)為地球是一個(gè)圓盤(pán)，漂浮在一片汪洋中。他的弟子阿那克西曼德認(rèn)為天空是包圍地球的一個(gè)球?qū)?，恒星在?nèi)層，太陽(yáng)和月亮在外層。畢達(dá)哥拉斯認(rèn)為，地球、月亮、太陽(yáng)、行星和恒星都在一個(gè)同心球上

2、圍繞中央火旋轉(zhuǎn)。托勒密總結(jié)了古希臘的天文學(xué)成就，著天文學(xué)大成，認(rèn)為地為球形，靜止不動(dòng)，處于宇宙的中心，其他天體圍繞地球運(yùn)行，創(chuàng)立了“地心說(shuō)”，統(tǒng)治西方天文學(xué)界一千四百多年，直到波蘭天文學(xué)家哥白尼在16世紀(jì)發(fā)表天體運(yùn)行論，創(chuàng)立日心說(shuō)。 現(xiàn)代宇宙學(xué)最有影響的學(xué)說(shuō)是大爆炸宇宙學(xué)。大爆炸宇宙學(xué)認(rèn)為，宇宙早期溫度極高(在100億度以上)，物質(zhì)密度極大。在那里，物質(zhì)被壓縮成一個(gè)奇點(diǎn)，時(shí)間和空間都毫無(wú)意義。大約200億年前，發(fā)生“爆炸”，溫度逐漸冷卻，形成各種各樣的恒星體系，也就是我們今天所能觀測(cè)到的宇宙。 霍金是當(dāng)今最負(fù)盛名的英國(guó)理論物理學(xué)家，他戰(zhàn)勝?lài)?yán)重的殘疾，執(zhí)著地從事科學(xué)研 究，他的名著時(shí)間簡(jiǎn)史被翻譯

3、成30多種文字，銷(xiāo)售500多萬(wàn)冊(cè)，成為科學(xué)著作中罕見(jiàn) 的暢銷(xiāo)書(shū)?；艚鸬难芯款I(lǐng)域主要集中在宇宙學(xué)與黑洞，他提出的一系列觀點(diǎn)，都或多或 少改變了我們對(duì)宇宙、對(duì)時(shí)空的認(rèn)識(shí)，有著重要的啟發(fā)性。他目前擔(dān)任劍橋大學(xué)盧卡遜 數(shù)學(xué)教授。這篇文章是他1991年1月在劍橋大學(xué)的講演。 霍 金 在 中 文 里 ， “ 宇 ” 是 “ 上 下 四 方 ” 的意 思 ， 表 示 空 間 ； “ 宙 ” 是 “ 古 往 今來(lái) ” 的 意 思 ， 表 示 時(shí) 間 。 宇 宙 的 歷 史 ，就 是 空 間 在 時(shí) 間 上 發(fā) 展 的 過(guò) 程 ， 斯 蒂芬 霍 金 以 時(shí) 間 為 序 ， 研 究 我 們 所 處 的這 個(gè) 宇

4、宙 誕 生 、 發(fā) 展 ， 以 及 它 將 來(lái) 可能 的 狀 況 ， 因 此 ， 他 把 自 己 的 書(shū) 稱(chēng) 作 時(shí) 間 簡(jiǎn) 史 ， 實(shí) 際 上 就 是 宇 宙 簡(jiǎn)史 。 何為宇宙？ 導(dǎo) 入 宇宙是怎樣誕生的?它從何而來(lái)?又向哪里去?斯蒂芬霍金教授寫(xiě)的時(shí)間簡(jiǎn)史給了我們這樣的回答：我們現(xiàn)在生活的宇宙有自己的歷史起點(diǎn)，它大約誕生于150億年前，那時(shí)，宇宙只是一個(gè)點(diǎn)，不占有空間，也沒(méi)有時(shí)間的概念。在這一點(diǎn)發(fā)生了大爆炸，時(shí)間和空間從此開(kāi)始，物質(zhì)開(kāi)始形成。最初，宇宙的溫度極高，隨著時(shí)間的推移，空間越來(lái)越大，溫度越來(lái)越低，宇宙中的能量與物質(zhì)不斷發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng)，逐漸形成星系。 空間繼續(xù)擴(kuò)大、膨脹，直到今天，

5、宇宙仍然在膨脹之中。大約在距今50億年前，太陽(yáng)形成。大約在距今46億年前，地球形成。宇宙繼續(xù)膨脹，將來(lái)也會(huì)膨脹，也許在膨脹到一定程度后，宇宙開(kāi)始收縮，可能會(huì)收縮成一個(gè)點(diǎn)，一個(gè)不占有空間的點(diǎn)。到那時(shí)，時(shí)間結(jié)束。到底會(huì)不會(huì)這樣，現(xiàn)在還說(shuō)不定。大爆炸之前是怎么回事，不知道。永遠(yuǎn)也無(wú)法知道。這就是大爆炸宇宙的基本理論。 本文重點(diǎn)是談作者對(duì)宇宙的未來(lái)作出的科學(xué)預(yù)言，閱讀時(shí)要準(zhǔn)確地篩選出這些預(yù)言的觀點(diǎn)和支撐這些觀點(diǎn)的材料。同時(shí)，還應(yīng)該體會(huì)這篇講演在語(yǔ)言上的幽默特點(diǎn)。本 文 重 點(diǎn) 霍 金 對(duì) 宇 宙 未 來(lái) 的 預(yù) 言 主 要 有 哪 些 觀 點(diǎn) ？ （1）宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關(guān)，如果平均密

6、度小于某個(gè)臨界值，它就會(huì)永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會(huì)坍縮，時(shí)間本身就會(huì)終結(jié)。（2）在螺旋星系和星系團(tuán)中應(yīng)該存在有某種看不見(jiàn)的暗物質(zhì)，它的引力吸引足以把高速旋轉(zhuǎn)的星系牢牢抓住，不至于使這些星系或星系團(tuán)飛散開(kāi)去。（3）如果宇宙繼續(xù)膨脹下去，五十億年后，太陽(yáng)將耗盡它的核燃料，變成一顆白矮星。在大約一百億年后，具有太陽(yáng)質(zhì)量的恒星將變成白矮星或中子星，具有更大質(zhì)量的恒星會(huì)變成黑洞。（4）黑洞中粒子的速度有可能超過(guò)光速逃出黑洞，只要有足夠長(zhǎng)的時(shí)間，巨大的黑洞也可以“蒸發(fā)”掉。（5）在星系或星系團(tuán)之外，應(yīng)該存在有足夠的暗物質(zhì)，這些暗物質(zhì)能使密度達(dá)到臨界值，從而可能會(huì)使宇宙最終坍縮。 但這個(gè)時(shí)間

7、肯定在一百五十億年之后。 初讀課文，找出一些關(guān)鍵詞語(yǔ)，把握文章大意。從標(biāo)題和開(kāi)頭都可以看出文章要談的是對(duì)宇宙未來(lái)的預(yù)測(cè)，初讀文章就應(yīng)該找出與這一預(yù)測(cè)有剮的關(guān)鍵詞語(yǔ)，最重要的應(yīng)該有兩個(gè)：“膨脹”與“坍縮”，然后進(jìn)一步找到與這兩個(gè)詞相剮聯(lián)的其他關(guān)鍵詞：“平均密度”和“暗物質(zhì)”，即可基本把握文章大意。 細(xì)讀課文，弄清這些關(guān)鍵詞語(yǔ)之間的關(guān)系，把握作者的觀點(diǎn)。作者的觀點(diǎn)是：宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關(guān)，如果平均密度小于某個(gè)臨界值，唆就會(huì)永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會(huì)坍縮，時(shí)間本身就會(huì)終結(jié)。事實(shí)上，現(xiàn)在的密度似乎非常接近與把坍縮和無(wú)限膨脹區(qū)分開(kāi)來(lái)的臨界密度。但宇宙的未來(lái)是膨脹還是坍縮，

8、仍尚難定論。 抓住生動(dòng)的比喻，理解作者的觀點(diǎn)。在闡明科學(xué)道理的時(shí)候，作者用了一些人們熟知的事例，有助于我們理解文章的觀點(diǎn)。如：“例如，如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)賭盤(pán)的方式，就會(huì)改變出來(lái)的數(shù)字。你在實(shí)際上不可能預(yù)言出來(lái)的數(shù)字，否則的話(huà)，物理學(xué)家就會(huì)在賭場(chǎng)發(fā)財(cái)?！?討論分析問(wèn)題1文章內(nèi)容是談對(duì)宇宙未來(lái)的預(yù)測(cè)，為什么開(kāi)篇卻談巫師預(yù)言的尷尬、宗教預(yù)言的失敗?2作者說(shuō)將宇宙中的暗物質(zhì)考慮在內(nèi)，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到宇宙重新坍縮的臨界密度，據(jù)此則可預(yù)言宇宙會(huì)繼續(xù)無(wú)限地膨脹下去，為什么后文又說(shuō)宇宙最終可能會(huì)坍縮?3對(duì)宇宙的未來(lái)，作者以為是可以預(yù)測(cè)呢，還是不可以預(yù)測(cè)? 演講的特點(diǎn)1生動(dòng)的導(dǎo)引這篇科技論文是演講辭，具有演講

9、的特點(diǎn)。預(yù)言宇宙的未來(lái)，雖然是一個(gè)嚴(yán)肅的科學(xué)話(huà)題。但如果就事論事，很容易枯燥乏味。演講需要激起聽(tīng)眾的興趣。演講者從古代的巫術(shù)和近代的宗教預(yù)言談起，既增加了趣味性，又深化了講演的主題在與巫術(shù)的對(duì)比中，更顯出了科學(xué)的求實(shí)精神。 2嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评碜鳛橐黄茖W(xué)演講，其最終目的是讓人信服。本文嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评恚鰪?qiáng)了說(shuō)服力。宇宙雖然復(fù)雜，但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是決定其命運(yùn)的關(guān)鍵，然而，確定這一點(diǎn)非常不易。演講者從可見(jiàn)物質(zhì)談到暗物質(zhì)，從成熟的理論談到科學(xué)假說(shuō)，把問(wèn)題講得透徹明白。沒(méi)有作出一個(gè)明確的預(yù)言，也說(shuō)明了演講者嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 3幽默的語(yǔ)言演講是面對(duì)面的交流，這種交流是單向的，如果不注意演講的語(yǔ)言藝術(shù)，就達(dá)不到最佳的表達(dá)效果。這篇演講語(yǔ)言幽默，創(chuàng)造出一種輕松愉快的氣氛，使所論述的問(wèn)題更易于為聽(tīng)眾接受。如，文中有一段話(huà)說(shuō)：“我比其他的末日預(yù)言者更占便宜。即使宇宙將要坍縮，我可以滿(mǎn)懷信心地預(yù)言，它至少在一百億年內(nèi)不會(huì)停止膨脹。我預(yù)料那時(shí)自己不會(huì)留在世上被證明是錯(cuò)的?！币越沂咀约骸白运健钡男睦肀硎居哪瑫r(shí)傳達(dá)出重要的信息：宇宙“至少在一百億年內(nèi)不會(huì)停止膨脹”。