《宇宙的未來》 精品獲獎 教學(xué)課件

霍金⊙稱譽：“輪椅上的傳奇科學(xué)家”和“繼愛因斯坦之后最杰出的物理學(xué)家”“引力物理科學(xué)巨人”⊙生平：1942年，牛津，“牛津大學(xué)”和“劍橋大學(xué)”⊙病癥：“肌萎縮性側(cè)索硬化癥”和“肺炎（穿氣管手術(shù)）”⊙理論：“黑洞蒸發(fā)理論”和“量子宇宙論”⊙目標(biāo):“第一推力”⊙著作：《時間簡史》⊙職位：盧卡遜數(shù)學(xué)講座最高教授之職⊙精神：不向厄運低頭的精神你是宇宙之王，你是泰山北斗，你是活著的愛因斯坦，你是人們心中的英雄，賦予你什么都不為過，因為命運對你實在不公。致霍金

他剝奪你行走的能力，你卻用思想穿越時空；他不讓你站立，你卻用眼睛仰望天空；他對你冷漠，你卻用微笑面對死神。你不該剝奪的，都被厄運拿走了，只留下十個手指，能活動的只有兩個，但對你來說，有兩個指頭就足夠了！一個指頭，那是一把鋒利無比的劍，可以任意洞穿苦難、災(zāi)禍、痛苦，可以消滅一切黑暗，贏得重生。另外一個指頭，用以創(chuàng)造，同樣可以所向披靡。

你是智者的化身,你是人類探索宇宙的典范，你站在愛因斯坦的肩上，看得好遠(yuǎn)，而我多想站在你的肩膀上，一直看到宇宙的邊緣，驚訝于生命的浩瀚。向你致敬！總結(jié)霍金科學(xué)家、物理學(xué)家，不僅敬重理論物理方面的貢獻，更在于他在身患絕癥、全身癱瘓的情況下所作出的貢獻。從“身殘志不殘”的霍金身上,能感受到他高尚的人格魅力，戰(zhàn)勝自我、挑戰(zhàn)極限、追求科學(xué)的頑強品質(zhì)。走進神秘的宇宙“火星全球”可以看到“水手谷”約4000公里，深度約8公里火星表面火星表面的景色，遠(yuǎn)處可見名為“雙子峰”火星的山峰俗稱“貓眼星云”距地球約3000光年“沙漏星云”距地球約8000光年。它是一個年輕的行星狀星云“指環(huán)星云”“蟹狀星云”我們家園欲知宇宙之未來先看宇宙之當(dāng)初——宇宙大爆炸!!整體感知:用一句話簡要概括本文內(nèi)容。

明確：本文講的是宇宙的未來問題，預(yù)測了兩種結(jié)局：或膨脹，或收縮。

科學(xué)家有信心預(yù)言未來一→科學(xué)預(yù)言，更可靠些（1）巫師的預(yù)言模棱兩可一→其預(yù)言不可靠、荒謬（2—5）宗教的預(yù)言屢測屢敗

物理方程的方程具有混沌性一→不能預(yù)言人類的未來制約大腦的方程具有混沌性（6—13）宇宙的行為大尺度下簡單不混沌一→可以預(yù)言宇宙的未來

繼續(xù)膨脹下去宇宙的未來取決于宇宙的平均有兩種可能收縮以至坍縮成一點

密度（14-16）

宇宙現(xiàn)在的密度非常接近于把坍縮和膨脹區(qū)分開來的臨界點上，所以兩種可能都會發(fā)生。（17-25段）全文總結(jié)。（26段）小結(jié)文章結(jié)構(gòu):

這篇演講，從古代巫師的預(yù)言，談到近代宗教的預(yù)言，然后過渡到自己對宇宙未來的預(yù)言，運用天體物理學(xué)理論，對宇宙的未來作出了兩種預(yù)測，一是繼續(xù)膨脹下去；二是收縮以至坍縮成一個點。（14-16）：對于宇宙的未來關(guān)鍵在于：平均密度是多少?這是本文探討的核心。

第14段：宇宙平均密度〉臨界值第15段：宇宙平均密度〈臨界值第16段：宇宙的未來，關(guān)鍵在于：平均密度是多少?（17-18）：宇宙中存在許多暗物質(zhì)，因此不能根據(jù)可見天體的質(zhì)量判斷宇宙的平均密度。第17段：什么是暗物質(zhì)？暗物質(zhì)的一個證據(jù)來自螺旋星系。第18段：暗物質(zhì)另一個證據(jù)來自星系團

紅巨星白矮星第19段：太陽的未來：太陽——紅巨星——白矮星中子星黑洞第20段：黑洞的形成（恒星—黑洞）黑洞吞噬恒星宇宙膨脹第21段：粒子逃離黑洞，宇宙如果膨脹，黑洞最終會蒸發(fā)。粒子（19-21）依觀測可預(yù)言宇宙會無限膨脹（22-23）：論述也許存在足夠的暗物質(zhì)，那么宇宙就會坍縮。第22段：還有未被我們探測到的暗物質(zhì)。第23段：也許存在足夠的暗物質(zhì)，使宇宙坍縮。宇宙收縮（24-25）：

介紹宇宙必須剛好具有臨界密度的兩種解釋

第24段：人擇原理第25段：暴漲理論霍金對預(yù)言宇宙未來的主要觀點？

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臨界值，它就會永遠(yuǎn)膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結(jié)。（16段）

在螺旋星系和星系團中應(yīng)該存在有某種看不見的暗物質(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飛散開去。（17段）如果宇宙繼續(xù)膨脹下去，五十億年后，太陽將耗盡它的核燃料，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)量的恒星會變成黑洞。（19—20段）

黑洞中粒子的速度有可能超過光速逃出黑洞，只要有足夠長的時間，巨大的黑洞也可以“蒸發(fā)”掉。（21段）在星系或星系團之外，應(yīng)該存在有足夠的暗物質(zhì)，這些暗物質(zhì)能使密度達到臨界值，從而可能會使宇宙最終坍縮。但這個時間肯定在一百五十億年之后。（25段）為什么科學(xué)“不能預(yù)言人類社會的未來”，卻“可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來”?

明確：因為前者是混沌的，不確定的；而“宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的，因此,我們可以預(yù)言宇宙遙遠(yuǎn)的未來”。文章內(nèi)容是談對宇宙未來的預(yù)測，為什么開篇先講了許多歷史故事，起到了什么作用?

明確：作者先從古代的巫術(shù)和近代的宗教預(yù)言談起，是為了引出話題，說明從科學(xué)的角度談?wù)撚钪娴奈磥硎欠浅?yán)肅的事，科學(xué)有別于宗教的地方是它的求實精神。引起聽眾的興趣。作者對宇宙的未來的預(yù)言與巫師、宗教預(yù)言家對人類社會未來的預(yù)言有何不同?

明確：前者是有科學(xué)根據(jù)的，是運用天體物理學(xué)理論進行的科學(xué)推測，科學(xué)預(yù)言；而后者是沒有科學(xué)根據(jù)可言的。——其實，從上面的題目就可知道，人類社會的未來根本就是無法預(yù)言的，因為方程是混沌的，所以巫師、宗教預(yù)言家對人類社會的預(yù)言注定就是荒唐的。對宇宙未來的預(yù)言，關(guān)鍵是要弄清宇宙的什么問題?明確：“對宇宙未來的預(yù)言，其關(guān)鍵問題在于平均密度是多少?！睂τ钪娴奈磥?，作者以為是可以預(yù)測呢，還是不可以預(yù)測?明確：歸根到底，宇宙的未來只有兩種命運：繼續(xù)膨脹，或可能收縮。這取決于宇宙現(xiàn)有的密度，所以，科學(xué)家在沒有稱算出宇宙的重量之前，不得不承認(rèn)“宇宙實際上是處在刀鋒上”，所以要繼承巫師或預(yù)言家的傳統(tǒng)：“兩方下賭注，以保萬無一失。作為一篇關(guān)于宇宙未來的演講詞，本文的大量篇幅是較為嚴(yán)肅的科學(xué)話題，運用了好多專業(yè)術(shù)語，容易使人感到沉悶。但是霍金的聰明之處在于他運用了許多幽默風(fēng)趣的語言，使得這樣一篇旨在說明科學(xué)道理的學(xué)術(shù)演講，讓人能夠在一種輕松愉快的氣氛中認(rèn)真聽下去。

“例如，如果你稍微改變一下你旋轉(zhuǎn)輪賭盤的方式，就會改變出來的數(shù)字。你在實際上不可能預(yù)言出來的數(shù)字，否則的話，物理學(xué)家就會在賭場發(fā)財。”

明確：用這個比喻生動地說明了“即使我們知道了制約宇宙的有關(guān)定律，我們?nèi)匀徊荒芾盟鼈內(nèi)ヮA(yù)言遙遠(yuǎn)的未來”。

“這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講，它是完全不同的個體?！?/p>

明確：用這個比喻形象地說明宇宙在大擠壓處終結(jié)后，并不是任何發(fā)生在之后的事件都是另一個相分離的宇宙的部分?！皳?jù)說，1844年是第二次回歸的開始，但是首先要數(shù)出獲救者名單。只有數(shù)完了名單，審判日才降臨到那些不列在名單上的人.幸運的是，數(shù)人名看來要花很長的時間?！?/p>

明確：這句話幽默中含著諷刺，揭露了宗教預(yù)言師的荒謬，表現(xiàn)了對方屢測屢敗卻又想方設(shè)法自圓其說的尷尬與可笑。

用比喻的方式將深奧的理論說得通俗易懂總結(jié)比喻的作用內(nèi)容探究第一部分（1）：說明本文主題，強調(diào)科學(xué)家對預(yù)言宇宙未來充滿信心。第二部分（2-5）：述說古代巫師的預(yù)言模棱兩可，技巧在于解釋，為后文作鋪墊。第2段：巫師們的模棱兩可而真正技巧在于解釋。第3段：預(yù)言家對自己預(yù)言的失敗。第4、5段：近代末日預(yù)言者不設(shè)定日期，為失敗找借口?？茖W(xué)并非都可預(yù)言，但是在大尺度下，可以預(yù)言宇宙的未來。第三部分（6）第四部分（7-10）：地球上的科學(xué)會呈現(xiàn)混沌性質(zhì)，有很多方面無法預(yù)言。第7段：科學(xué)定律不影響宇宙的未來演化。第8段：宇宙會呈現(xiàn)出混沌的性