人教版高中高二上冊語文第13課《宇宙的邊疆》課文原文及教案

人教版高中高二上冊語文第13課《宇宙的邊疆》課文原文及教案

課文

我索取榮譽(yù)的對象不應(yīng)當(dāng)是太空，而應(yīng)當(dāng)是我的靈魂。假設(shè)我擁有一切，我就無所專心。好大喜功則為宇宙汪洋所淹沒，開動腦筋則領(lǐng)悟世界。

——布菜斯始斯卡《感想錄》

已知的事物是有限的，未知的事物是無窮的；我站立在茫茫無邊神奇莫測的汪洋中的一個(gè)小島上。連續(xù)開拓是我們每一代人的職責(zé)。

——T.H.赫胥黎

宇宙現(xiàn)在是這樣，過去是這樣，將來也永久是這樣。只要一想起宇宙，我們就難以安靜——我們心情感動，感慨不己，猶如回憶起許久以前的一次陡崖失足那樣令人暈眩顫栗。我們知道我們在探究最淺顯的隱秘。

宇宙的大小和年齡不是一般人所能理解的。我們的小小行星只不過是無限永恒的時(shí)空中的一個(gè)有限世界。從宏觀來看，大多數(shù)人類所關(guān)懷的問題都可以說是無關(guān)緊要的，甚至是微缺乏道的。但是，我們?nèi)祟惓瘹馀畈?、英勇好學(xué)、前途無量。幾千年來，我們對宇宙及我們在宇宙中所處的地位作出了最驚人的和出乎意料的發(fā)覺。人類對宇宙的探究，回想起來是很令人興奮的。這些探究活動提示我們：奇怪是人類的習(xí)性，理解是一種樂趣，學(xué)問是生存的先決條件。由于我們在這個(gè)宇宙中只不過是晨空中飛揚(yáng)的一粒塵埃，所以，我們認(rèn)為，人類的將來取決于我們對這個(gè)宇宙的了解程度。

我們探究宇宙的時(shí)候，既要勇于疑心，又要富于想象。想象常常能夠把我們帶著到嶄新的境地，沒有想象，我們就處處碰壁。疑心可以使我們擺脫夢想，還可以檢驗(yàn)我們的推想。宇宙神奧非凡，它有高雅的事實(shí)，錯(cuò)綜的關(guān)系，微妙的機(jī)制。

地球的外表就是宇宙汪洋之濱。我們現(xiàn)有的學(xué)問大局部是從地球上獲得的。近來，我們已經(jīng)開頭向大海涉足，固然，海水才剛剛沒及我們的腳趾，充其量也只不過濺濕我們的踝節(jié)。海水是迷人的。大海在向我們呼喚。我們的本能告知我們，我們是在這個(gè)大海里誕生的。我們還鄉(xiāng)心切。雖然我們的夙望可能會冒犯“天神”，但是我信任我們并不是在做無謂的空想。

由于宇宙寬闊無垠，所以那些我們所熟識的適用于地球的量度單位——米、英里等等已經(jīng)沒有意義。我們用光速來量度距離。一束光每秒鐘傳播18.6萬英里，約30萬公里，也就是7倍于地球的周長。一束光從太陽傳播到地球用8分鐘的時(shí)間，因此我們可以說，太陽離我們8光分。一束光在一年之內(nèi)約穿過10萬億公里(相當(dāng)于6萬億英里)的空間，這個(gè)長度單位——光在一年里所通過的距離——稱為一光年。光年不是度量時(shí)間的單位，而是度量距離的極大單位。

地球是宇宙中的一個(gè)地方，但決不是的地方，也不是一個(gè)典型的地方。任何行星、恒星或星系都不行能是典型的，由于宇宙中的大局部是空的。典型的地方在廣袤、嚴(yán)寒的宇宙真空之中，在星際空間永恒的黑夜里。那是一個(gè)奇怪而荒涼的地方。相比之下，行星、恒星和星系就顯得特殊希奇而寶貴。假設(shè)我們被隨便擱置在宇宙之中，我們附著或旁落在一個(gè)行星上的時(shí)機(jī)只有1033分之一①。(1033，在10之后接33個(gè)0)。在日常生活當(dāng)中，這樣的時(shí)機(jī)是“令人艷羨的”。可見天體是多么珍貴。

從一個(gè)星系際的優(yōu)越地位上，我們可以看到很多模糊纖細(xì)的光須象海水的泡沫一樣遍布在空間的浪濤上，這些光須就是星系。其中有些是孤獨(dú)的徘徊者，大局部則群集在一起，擠作一團(tuán)，在大宇宙的黑夜里不停地漂浮。呈現(xiàn)在我們面前的就是我們所見到的極其雄偉壯麗的宇宙。我們隸屬于這些星云，我們所見到的星云離地球80億光年，處在已知宇宙的中心。

星系是由氣體、塵埃和恒星群(上千億個(gè)恒星)組成的，每個(gè)恒星對某人來說都可能是一個(gè)太陽。在星系里有恒星、行星，也可能有生物、智能生命和宇宙間的文明。但是從遠(yuǎn)處著眼，星系更多地讓人想起一堆動人的發(fā)覺物——貝殼，或許是珊瑚——大自然在宇宙的汪洋里制造的永恒的產(chǎn)物。

宇宙間有若干千億個(gè)星系。每個(gè)星系平均由1000億個(gè)恒星組成。在全部星系里，行星的數(shù)量跟恒星的總數(shù)也許一樣多，即1011*1011=1022。在這樣浩大的數(shù)量里，莫非只有一個(gè)一般的恒星——太陽——是被有人居住的行星伴隨著嗎？為什么我們這些隱蔽在宇宙中某個(gè)被遺忘角落里的人類就這樣幸運(yùn)呢？我認(rèn)為，宇宙里很可能處處都布滿著生命，只是我們?nèi)祟惿形窗l(fā)覺而已。我們的探究才剛剛開頭。80億光年以外嵌著銀河系的星系團(tuán)催迫著我們?nèi)ヌ骄?。探究太陽和地球就更不用說了。我們確信，有人居住的這個(gè)行星只不過是一丁點(diǎn)兒的巖石和金屬，它靠著反射太陽光而發(fā)出微光。在這樣的大距離里，它已經(jīng)消逝得無影無蹤。

但是，這個(gè)時(shí)候，我們的旅程只到達(dá)地球上的天文學(xué)所通稱的“本星系群”。本星系群寬達(dá)數(shù)百萬光年，大約由20個(gè)子星系組成，是一個(gè)稀疏、模糊而又實(shí)實(shí)在在的星系團(tuán)。其中的一個(gè)星系是M31，從地球上看，這個(gè)星系位于仙女星座。跟其他旋渦星系一樣，它是一個(gè)由恒星、氣體和塵埃組成的巨大火輪。M31有兩個(gè)衛(wèi)星，它通過引力——跟使我呆在坐椅上一樣的物理學(xué)定律——將矮橢圓星系束縛在一起。整個(gè)宇畝中的自然法則都是一樣的。我們現(xiàn)在離地球200萬光年。

M31

以外是另一個(gè)特別相像的星系，也就是我們自已的星系。它的旋渦臂緩慢地轉(zhuǎn)動著——每2億5千萬年旋轉(zhuǎn)一周?，F(xiàn)在，我們離地球4萬光年，我們正處于密集的銀河中心。但是，

假設(shè)我們盼望找到地球的話，就必需將方向扭轉(zhuǎn)到銀河系的遙遠(yuǎn)地帶，扭轉(zhuǎn)到接近遙遠(yuǎn)的旋渦臂邊緣的模糊的地方。

我們印象最深刻的是，恒星即使在兩個(gè)旋臂之間，也像流水一樣漂移在我們的四周——?dú)飧虐蹴绲淖陨戆l(fā)光的星球，有些雖然象肥皂泡一樣脆弱，卻又大得可以容得下1萬個(gè)太陽或1萬億個(gè)地球；有些小如一座城池，但密度卻比鉛大100萬億倍。有些恒星跟太陽一樣是孤獨(dú)的；多數(shù)恒星有伴侶，通常是成雙成對，相互圍繞。但是那些星團(tuán)不斷地從三星系漸漸轉(zhuǎn)化成由數(shù)十個(gè)恒星組成的松散的星團(tuán)，再轉(zhuǎn)化成由百萬個(gè)恒星組成的燦爛奪目的大球狀星團(tuán)。有些雙星緊靠在一起，星體物質(zhì)在他們之間川流不息，多數(shù)雙星都象木星與太陽一樣分別開來。有些恒星——超新星——的亮度跟它們所在的整個(gè)星系的亮度一樣；有些恒星——黑洞——在幾公里以外就看不見了。有些恒星的光榮常年不減；有些恒星閃耀不定，或以均勻的節(jié)奏閃耀著。有些恒星穩(wěn)重端莊地轉(zhuǎn)動著，有些恒星狂熱地旋轉(zhuǎn)著，弄得自己面貌全非，成了扁圓形。多數(shù)恒星主要是以可見光成紅外光放出光線；其他恒星也是X光或射電波的光源。發(fā)藍(lán)光的恒星是年青的星，會發(fā)熱；發(fā)黃光的恒星是常見的星，它們已經(jīng)到了中年；發(fā)紅光的恒星經(jīng)常是垂亡的老年星；而發(fā)白光或黑光的恒星則已奄奄一息。銀河里大約有4千億個(gè)各種各樣的恒星，它們的運(yùn)轉(zhuǎn)既簡單又奇妙。對于全部這些恒星，地球上的居民到目前為止比擬了解的卻只有一個(gè)。

每個(gè)星系都是太空中的一個(gè)島嶼，它們與其鄰居隔光年之距遙遙相望，我可以想象，在很多星球上的生物對宇宙的模糊熟悉是如何產(chǎn)生的：他們在開頭的時(shí)候都以為，除了他們自己小小的行星以及他們四周的那些區(qū)區(qū)可數(shù)的恒星以外，再也沒有其他的星星了。我們是在與世隔絕的狀況下成長起來的，我們對宇宙的正確熟悉是漸漸形成的。

有些恒星可能被數(shù)百萬個(gè)沒有生物的由巖石構(gòu)成的小星球所包圍，這些小星球是在它們演化的某個(gè)初級階段凍結(jié)而成的行星系。也許很多恒星郡有跟我們類似的行星系：在外圍具有由大氣環(huán)所包圍的行星和冰凍衛(wèi)星，而在接近中心處則有溫?zé)岬?、天藍(lán)色的、掩蓋著云的小星球。在一些行星上可能已經(jīng)有高級動物，他們或許正在從事某種巨大的工程建立來改造他們的行星世界，他們是我們宇宙中的兄弟姐妹。他們跟我們的差異很大嗎？他們的外形、生物化學(xué)、神經(jīng)生態(tài)、歷史、政治、科學(xué)、技術(shù)、藝術(shù)、音樂、宗教、哲學(xué)等方面的狀況如何？或許有一天我們會知道的。

我們現(xiàn)在已經(jīng)回到了我們的后院——離地球1光年的地方。包圍著我們的太陽的是一群巨大的雪球，這些雪球由冰塊、巖石和有機(jī)分子組成：它們就是彗核。每當(dāng)恒星經(jīng)過的時(shí)候都對它們產(chǎn)生肯定的引力作用，最終迫使它們當(dāng)中的一個(gè)雪球傾倒到內(nèi)太陽系。由于太陽熱的作用，冰塊被蒸發(fā)，于是就消失了漂亮的彗尾。

我們現(xiàn)在來到我們星系的行星上。這些星球相當(dāng)之大，它們都是太陽的俘獲物。由于重力作用，它們*作近似圓周運(yùn)動。它們的熱量主要來自太陽。冥王星掩蓋著甲烷冰，它的伙伴是它的巨大衛(wèi)星卡戎。冥王星是被太陽照亮的，由于太陽離它很遠(yuǎn)，從漆黑的天空中看上去，太陽只不過是一個(gè)光明的光點(diǎn)。巨大的氣體星球海王星、天王星、土星——太陽系的寶石——和木星局部別有一個(gè)冰凍衛(wèi)星作伴相隨（這些行星近年均被發(fā)覺有更多的衛(wèi)星甚至衛(wèi)星群相伴隨?！幹?。在氣體行星及其冰凍衛(wèi)星的內(nèi)側(cè)就是布滿巖石的暖和的內(nèi)太陽系。例如，在那里有紅色行星——火星。在火星上有高聳的火山、巨大的裂谷、席卷火星的大沙暴，并且，完全可能還有一些初級形態(tài)的生物。全部太陽系的行星都圍著太陽運(yùn)轉(zhuǎn)。太陽是離我們最近的一個(gè)恒星，它是一個(gè)令人恐懼的氫氣和氦氣的熱核反響爐，它的強(qiáng)光照射著整個(gè)太陽系。

經(jīng)過一番漫游之后，我們最終回到了我們這個(gè)弱小的淺藍(lán)色星球。宇宙汪洋茫無際涯，范圍之大，難以想象，而這個(gè)星球僅是其中之一，完全沉沒于宇宙汪洋之中，它的存在可能僅僅對我們有意義。地球是我們的家，我們的母親。人類是在這里誕生和成長的，是在這里成熟起來的。正是在這個(gè)星球上，我們激發(fā)了探究宇畝的熱忱。也正是在這里，我們正在苦痛和擔(dān)心之中把握我們自己的命運(yùn)。

人類有幸來到地球這個(gè)行星上。這里有布滿氮?dú)獾乃{(lán)天，有碧波蕩漾的海洋，有涼快的森林，還有松軟的草地。這無疑是一個(gè)生氣勃勃的星球。從整個(gè)宇宙來看，它不但風(fēng)光迷人，天下稀有，而且到目前為止，在我們的行程所經(jīng)受過的全部時(shí)空當(dāng)中，只有這個(gè)行星上的人類開頭對宇宙進(jìn)展探究。必定有很多這樣的星球散布在整個(gè)宇宙空間里，但是，我們對它們的探究從這里開頭。我們有人類百萬年來用巨大的代價(jià)積存起來的豐富學(xué)問。我們這個(gè)世界人才濟(jì)濟(jì)，人們勤學(xué)好問。我們的時(shí)代以學(xué)問為榮。我們是很幸運(yùn)的。人類是宇宙的產(chǎn)物，現(xiàn)在臨時(shí)居住在叫做“地球”的星球上。人類返回家園的長途旅行已經(jīng)開頭。

教案

教學(xué)目標(biāo)：

學(xué)問目標(biāo)：

1.引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，了解講解詞的特點(diǎn)。

2.引導(dǎo)學(xué)生了解一些有關(guān)宇宙的根底學(xué)問。

力量目標(biāo)：

1.引導(dǎo)學(xué)生借助文中精辟的談?wù)摵蜔狒[的情感抒發(fā)，了解對宇宙和人類的思索，并引發(fā)自己的思索。

2.擴(kuò)展學(xué)生的思維層次和文化素養(yǎng)。

德育目標(biāo)：

激發(fā)學(xué)生的求知欲和探究精神。

重點(diǎn)、難點(diǎn)：

1.引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，了解講解詞的特點(diǎn)。

2.引導(dǎo)學(xué)生借助文中精辟的談?wù)摵蜔狒[的情感抒發(fā)，了解對宇宙和人類的思索，并引發(fā)自己的思索。

教學(xué)方法：

1.閱讀分析全文構(gòu)造。

2.引導(dǎo)學(xué)生借助文中精辟的談?wù)摵蜔狒[的情感抒發(fā)，了解對宇宙和人類的思索，并引發(fā)自己的思索。

教學(xué)課時(shí)：兩課時(shí)

第一課時(shí)

教學(xué)過程：

一、導(dǎo)入新課

浩瀚的宇宙無邊無際，自古以來人們對宇宙產(chǎn)生了無窮無盡的遐想，自從科學(xué)產(chǎn)生以來，人們對宇宙的探究就沒有停頓過。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展，人們越來越迫切地想了解宇宙的神秘。

(板書)宇宙的邊疆

二、明確目標(biāo)

1.引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，了解講解詞的特點(diǎn)。

2.引導(dǎo)學(xué)生借助文中精辟的談?wù)摵蜔狒[的情感抒發(fā)，了解對宇宙和人類的思索，并引發(fā)自己的思索。

三、整體感知

1.簡介

卡爾·薩根(CarlSagan，1934—1996)，美國人，曾任美國康奈爾大學(xué)行星討論中心主任，被稱為“群眾天文學(xué)家”和“公眾科學(xué)家”。他以對科學(xué)的熱忱和個(gè)人巨大的影響力，引導(dǎo)幾代年輕人走上探究科學(xué)之路。他對人類將無人航天器發(fā)送到太空起過重要的作用，在行星科學(xué)、生命的起源、外星智能的探究方面也有諸多成就。他主持過電視科學(xué)節(jié)目，出版了大量科普文章和書籍，其《伊甸園的飛龍》曾獲得普里策獎，電視系列節(jié)目《宇宙》在全世界取得熱鬧反響。主要作品還有《宇宙聯(lián)結(jié)》《宇宙》《布盧卡的腦》《被遺忘前輩的陰影》《暗淡藍(lán)點(diǎn)》《數(shù)以十億計(jì)的星球》等。

2.講解詞的文體特點(diǎn)

課文是一部電視片的講解詞，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)講解詞要依據(jù)講解對象的特點(diǎn)，有明確的主題和說明重點(diǎn)，不能面面俱到，要突出事物的主要方面，抓住事物的關(guān)鍵，即使是拓展性內(nèi)容，也不能游離講解的主題。如課文講解的對象是宇宙，那么就要緊扣宇宙的組成來介紹，不能隨便生發(fā)其他問題。

(2)講解詞補(bǔ)充和增加講解對象的相關(guān)信息，主要是學(xué)問和情理的擴(kuò)展，使讀者承受到畫面和實(shí)物本身無法傳遞和難以表達(dá)的涵義。如課文中對光年根本概念的介紹(學(xué)問擴(kuò)展)，將宇宙比做大海，激發(fā)讀者對宇宙的想像(情理擴(kuò)展)。

(3)講解詞是一個(gè)有機(jī)的整體，但各個(gè)局部又有相對的獨(dú)立性。課文從宇宙整體到星系的組成再到太陽系，雖然每個(gè)局部嚴(yán)密相聯(lián)，但又各有側(cè)重，各有中心。

3.本文的說明挨次

講解詞具有肯定的視覺性，隨著攝影鏡頭由大尺度空間到小尺度空間，緩緩?fù)苿?。就我們的閱讀來說，課文已經(jīng)脫離了電視視覺畫面(還能感覺到電視畫面對文字的影響，如“我們現(xiàn)在已經(jīng)回到了我們的后院”等介紹性詞語)，獨(dú)立成篇，從說明挨次上看，實(shí)行的是空間挨次：

宇宙吟星系(星系群、子星系)恒星太陽系行星

這樣的說明挨次，好處在于：

(1)雖然我們生活在宇宙中，但是我們跳出宇宙之外，將它作為純客觀的說明對象來講解，這樣能夠更清楚、直觀地介紹。

(2)空間尺度由大到小，讓讀者從整體上有所了解之后，再深入局部了解微小，這樣挨次清晰，層次清楚，符合讀者的思維習(xí)慣。

(3)由寬闊的宇宙，穿過無盡的空間，最終回到人類的家園，這是探究和發(fā)覺的過程，表現(xiàn)了人類對宇宙的仰慕和“把握我們自己的命運(yùn)”的熱忱?！叭祟惖膶砣Q于我們對這個(gè)宇宙的了解程度”，由宇宙再反觀地球，就是人類的將來之路，說明的挨次和的思想到達(dá)某種契合。

其次課時(shí)

四、重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程

1.提問：本文運(yùn)用了大量的談?wù)撆c抒情，有什么作用?

明確：課文補(bǔ)充了很多相關(guān)學(xué)問，但是更突出的，是抒發(fā)自己的思想感情，其中有大段的談?wù)摵褪闱?。如開頭的三段文字和結(jié)尾的兩段文字，劇烈的談?wù)摵褪?彩，融說理和抒情為一體，而且和說明性的文字協(xié)作自然，傳達(dá)了對宇宙和人類的熟悉。語段中的談?wù)摵褪闱橐彩请S處可見的，如“假設(shè)我們被隨便擱置在宇宙之中，我們附著或旁落在一個(gè)行星上的時(shí)機(jī)只有1033分之一。在日常生活當(dāng)中，這樣的時(shí)機(jī)是‘令人艷羨的’?？梢娞祗w是多么珍貴”等。

2.提問：人類熟悉宇宙，是從地球開頭的，為什么的講解，不沿著人類熟悉進(jìn)展的軌跡進(jìn)展呢?

明確：固然，按人類對宇宙熟悉的歷程來介紹，也未嘗不行。課文的介紹挨次，是符合宇宙演化規(guī)律的，先有宇宙，次有星系，再有恒星，再有行星，這樣介紹便于學(xué)問的梳理;其二，這是電視片的講解詞，由攝影的角度來看，先整體后局部便于把握，而先局部后整體，表述上簡單混亂，視覺畫面也不好協(xié)調(diào)。

3.提問：對宇宙有怎樣的熟悉?

明確：宇宙寬闊無垠，神奇莫測。而人類生活的地球，只是宇宙中的滄海一粟，“它的存在可能僅僅對我們有意義”。宇宙不由于地球及生活在地球上的人類而存在，而人類的將來，卻取決于對宇宙的了解程度。

4.提問：對人類有怎樣的熟悉?

明確：人類在宇宙中是渺小的，“只不過是晨窗中飛揚(yáng)的一粒塵?！?人類關(guān)懷的大多數(shù)問題，對宇宙來說更是微缺乏道、毫無意義;但是人類又是英勇、榮耀的，他們以渺小的身軀，來探究寬闊的宇宙，人類在渺小之中進(jìn)發(fā)出宇宙般的宏大。

5.提問;課文中有大段的談?wù)摵褪闱?，是否干擾了對宇宙的說明?

明確:作為電視片的講解詞，不僅要讓觀眾了解宇宙的客觀構(gòu)成和相關(guān)學(xué)問，還要表達(dá)人類對宇宙的主觀熟悉和人類探究宇宙的意義，這樣才能感染觀眾，激發(fā)他們對宇宙的興趣。所以，談?wù)摵褪闱椴粌H沒有干擾介紹，反而使介紹更具科學(xué)意蘊(yùn)和人文內(nèi)涵。

五、布置作業(yè)

完成“研討與練習(xí)一、二”。

板書設(shè)計(jì)：

有關(guān)資料

【簡介】

卡爾·薩根(CarlSagan，1934—1996)，美國人，曾任美國康奈爾大學(xué)行星討論中心主任，被稱為“群眾天文學(xué)家”和“公眾科學(xué)家”。他以對科學(xué)的熱忱和個(gè)人巨大的影響力，引導(dǎo)幾代年輕人走上探究科學(xué)之路。他對人類將無人航天器發(fā)送到太空起過重要的作用，在行星科學(xué)、生命的起源、外星智能的探究方面也有諸多成就。他主持過電視科學(xué)節(jié)目，出版了大量科普文章和書籍，其《伊甸園的飛龍》曾獲得普利策獎，電視系列節(jié)目《宇宙》在全世界取得熱鬧反響。主要作品還有《宇宙聯(lián)接》《宇宙》《布魯卡的腦》《被遺忘前輩的陰影》《暗淡藍(lán)點(diǎn)》《數(shù)以十億計(jì)的星球》等。

【宇宙日歷(卡爾·薩根)】

你在過去幽暗的時(shí)間深淵里，還看得見其余的影子嗎?

威廉·莎士比亞

《暴風(fēng)雨》

地球形成的年月是很悠久的，而人類消失的時(shí)間還不算長。每個(gè)人生活中的重大大事以年、月、日計(jì)算，我們的一生以數(shù)十年記載，我們的家譜以世紀(jì)劃分，而整個(gè)有記載的歷史則用千年來計(jì)量。在人類消失以前已有了相當(dāng)長的一段歷史，這段歷史時(shí)期連續(xù)了幾個(gè)紀(jì)代，而我們對這段歷史的了解可以說是寥寥無幾。產(chǎn)生這種狀況，一方面是由于沒有文字記載，另一方面則因了解這個(gè)無限遙遠(yuǎn)的歷史時(shí)期有著肯定的實(shí)際困難。

遠(yuǎn)古時(shí)期某些大事的年月，現(xiàn)在我們已經(jīng)能夠測定了。利用地質(zhì)分層和使用放射性元素可以確定考古學(xué)、古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)上發(fā)生的重要大事的年月。天體物理學(xué)的理論為確定行星外表、星體和銀河系的年月供應(yīng)了數(shù)據(jù)。同時(shí)也能估測出特別大事(即大爆炸)到現(xiàn)在的大概時(shí)間。大爆炸可能是宇宙的開端?，F(xiàn)代宇宙的全部物質(zhì)和能量都陷入了這場大爆炸。我們也可以說，這是一場大中斷，就在這場連續(xù)中，有關(guān)宇宙早期歷史資料全被消滅了，但大爆炸的確是我們有記載的最早的一次大大事。

據(jù)我所知，表達(dá)宇宙年表最有效的方法，是設(shè)想把宇宙的150億年時(shí)間(或者至少是自大爆炸后的詳細(xì)時(shí)間)壓縮成一年的時(shí)間。這樣地球歷的每十億年，就相當(dāng)于這種宇宙年的24天左右，宇宙年的每秒鐘表示地球繞太陽運(yùn)行475公轉(zhuǎn)。我這里介紹三種宇宙年表：12月份前的日期表，12月份的月歷和新年除夕夜晚的明細(xì)考察表。按這個(gè)換算法，現(xiàn)代和歷代史書上的大大事都必需一秒鐘一秒鐘地列舉記載。這樣就能把我們學(xué)過的時(shí)間間隔較長的歷史大大事表列出來。在人類生活，有很多重要大事可能發(fā)生在不同的時(shí)期，正如一種同樣瑰麗的地毯，可能是在不同時(shí)期織成一樣，如在4月6日或9月16日的上午10點(diǎn)零2分和10點(diǎn)零3分之間。但我們這里具體記載的只是宇宙年最終一天的日志，于是就不會發(fā)生時(shí)間重疊的狀況了。這個(gè)年月和當(dāng)前最通用的史料相符，但某些內(nèi)容還不完全牢靠。例如，假如最終證明了植物原是在奧陶紀(jì)而不是在志留紀(jì)移植陸地，或者證明環(huán)節(jié)蠕蟲的消失早于表中所說的前寒武紀(jì)，這完全可能，缺乏為奇。

此外，很明顯要在表3中，于宇宙年最終十秒鐘時(shí)間內(nèi)，把全部重大大事逐一列進(jìn)去也是不行能的。我沒有詳盡地提到美國、法國、*和中國的革命，以及其他重大歷史大事，關(guān)于這一點(diǎn)，我盼望能夠得到諒解。

可以意料，這樣的年表、月歷和日志的設(shè)計(jì)仍很簡陋。在此宇宙年里，9月初地球還沒從星際物質(zhì)中冷凝形成，恐龍僅消失在圣誕節(jié)前夜，開花植物首次消失在12月28日，男人和女人的起源發(fā)生在除夕晚上十點(diǎn)半。全部人類有記載的歷史都排在12月31日的最終十秒鐘內(nèi)。從中世紀(jì)的衰落到現(xiàn)在僅是一秒多時(shí)間?？烧怯捎谖疫@樣細(xì)心的安排，第一個(gè)宇宙年恰好完畢。雖然人類在宇宙年里所占的時(shí)間短暫，但意義非凡。固然，在其次宇宙年的開端，地球上或其四周將要發(fā)生什么變化，這完全取決于人類的科學(xué)水平以及人的才智聰穎的頭腦了。

①森林古猿：古生物學(xué)上把歐洲和非洲發(fā)覺的古猿化石定名為槲猿，過去譯為“森林古猿”。本書中全用過去譯名。

②拉瑪猿(Ramapithecus)：在印度發(fā)覺的一種古猿化石?，F(xiàn)在較普遍的看法，認(rèn)為拉瑪猿是人類的早期祖先;森林古猿是連續(xù)向猿方向進(jìn)展的類型。

③城市國家：公元前3000年月前半期，在蘇美爾地區(qū)形成的一些奴隸制國家。

④希伯來人：即猶太人。

⑤阿卡德帝國：公元前3000年月初，游牧的塞姆人部落建立的阿卡德王國(約公元前2371～2191年)。

⑥邁錫尼文化：邁錫尼是古代南希臘的一個(gè)重要文化中心。邁錫尼人從北部進(jìn)入希臘半島，在這兒建立了自己的奴隸制國家和創(chuàng)立了邁錫尼文化。邁錫尼文化的一個(gè)重大制造就是創(chuàng)造了自己的文字。

⑦特洛伊戰(zhàn)斗：古希臘人與特洛伊人之間的十年戰(zhàn)斗。

⑧哈拉帕文化：近五十年來在印度河流域發(fā)覺許多城市文化遺址，稱為哈拉帕文化。

【宇宙誕生之爭(蒂姆·雷德福)】

當(dāng)今世界上兩位討論宇宙的大師在時(shí)間的開頭與連續(xù)問題上相持不下。數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家們正在閱讀兩篇論文，這兩篇論文在為什么宇宙可能永久沒有終點(diǎn)的問題上各執(zhí)一詞。

一方是坐在輪椅上的宇宙學(xué)家斯蒂芬·霍金(他可能是仍舊在世的最的科學(xué)家)及其劍橋大學(xué)的同事尼爾·圖羅克，他們在將由《物理快報(bào)》發(fā)表的論文中提出的論點(diǎn)是最初萬萬萬億分之一秒時(shí)間里發(fā)生的一切可能打算了宇宙永恒不滅的本質(zhì)。

另一方是俄羅斯物理學(xué)家安德烈·林德(他是膨脹理論的泰斗之一，試圖解釋在最初的一剎那時(shí)間里發(fā)生的事情)，他在已發(fā)表的論文中說，霍金和圖羅克理解錯(cuò)了，由于類似于我們所處的這個(gè)砰然一聲就誕生的宇宙時(shí)時(shí)刻刻都在消失，因此試圖找到時(shí)間的開頭或終止是毫無意義的。

這一爭辯的實(shí)質(zhì)是個(gè)重大問題。全部證據(jù)都說明我們的宇宙有一個(gè)開頭，而且這種開頭包括空間和時(shí)間這兩方面。我們的宇宙150億年來始終在膨脹。那么，存在著早于我們的宇宙誕生時(shí)刻“之前”的宇宙嗎?宇宙膨脹會終止嗎?

天文學(xué)家們一再提出的假設(shè)認(rèn)為，我們的宇宙密度還缺乏以使其自身的擴(kuò)張停下來。再過數(shù)十億年之后，全部星系都將會衰頹，但是尚有余燼的星系殘骸還將永恒漂浮，彼此間的距離越來越遠(yuǎn)?；艚鹪谄渥钚聦懢偷恼撐闹袡z驗(yàn)了愛因斯坦的某些思想，并利用純理論得出同樣的結(jié)論：我們宇宙的將來是由其誕生時(shí)的條件打算的。

天文學(xué)家馬丁·里斯教授最近說：“他們聲稱以某種比其他關(guān)于這些問題的設(shè)想更自然的方式建立了低密度宇宙理論的模型。這是一個(gè)變異理論，利用了霍金早些時(shí)候提出的某些思想。”他還說，林德認(rèn)為霍金和圖羅克的理論模型沒有給出正確的宇宙密度。“他們的理論已受到天文學(xué)泰斗林德的抨擊”。

這兩種論點(diǎn)都以名為宇宙膨脹的瞬間為論據(jù)。在宇宙膨脹的瞬間，宇宙砰地一聲從無到有誕生了，并以比光速快得多的速度自我膨脹。這種膨脹是一種反引力。但是這種論點(diǎn)認(rèn)為，由于引力是負(fù)能量，所以這種反引力確定代表正能量。愛因斯坦的理論認(rèn)為，物質(zhì)只不過是凍結(jié)的能量，因此，全部恒星及星系在這種膨脹瞬間都由于其固有的能量而消失塌縮。

宇宙膨脹問題已經(jīng)讓天文學(xué)家們著迷了17年之久。它會形成一個(gè)在擴(kuò)張和崩潰之間實(shí)現(xiàn)臨界平衡的宇宙嗎?或者會形成一個(gè)具有“負(fù)曲線”和無限將來的宇宙嗎?馬丁·里斯教授說：“這正是林德以及霍金和圖羅克試圖要弄明白的問題。他們都在想方設(shè)法得出不同的膨脹結(jié)果，使我們能夠推導(dǎo)出最終統(tǒng)一的但是擁有負(fù)曲線的宇宙?；艚鹨粓D羅克論文中的新東西將證明，你也能夠更自然地做到這一點(diǎn)?！?/p>

霍金提出的新論點(diǎn)，意味著哲學(xué)家現(xiàn)在不得不考慮時(shí)間有始無終的問題。這可能是更令人頭痛的問題。

馬丁·里斯教授說：“林德對他所稱的永恒膨脹篤信不疑。一旦某個(gè)宇宙運(yùn)轉(zhuǎn)起來，它就會持續(xù)膨脹，并不斷滋生新的大爆炸。林德提出的反對意見之一是，他認(rèn)為霍金所說的起源大爆炸根本就不存在。假如發(fā)生一次大爆炸，那么就會引發(fā)很多次大爆炸。假如是這種狀況的話，霍金所關(guān)懷的初始條件就會消逝在比我們所能料想到的更深的宇宙史迷霧中?！?/p>

──選自《大家學(xué)問隨筆》，李紹明譯，中國文學(xué)出版社2000年版

【《宇宙的邊疆》后半局部】

跟很多其他的發(fā)覺一樣，人類發(fā)覺了地球是一個(gè)小星球。那是在古代的近東地區(qū)，在被一些人稱為公元前3世紀(jì)的時(shí)代，在當(dāng)時(shí)的城市──埃及的亞歷山大發(fā)覺的。在這個(gè)城市里住著一個(gè)名叫埃拉托斯尼的人，當(dāng)時(shí)一個(gè)最艷羨他的人稱他“貝塔(β)”──希臘文的其次個(gè)字母。這是由于，他說埃拉托斯尼是世界上第一個(gè)無所不知的人。但是埃拉托斯尼明顯幾乎在全部的領(lǐng)域里都是“阿爾法(α)”(希臘文的第一個(gè)字母)。他是一個(gè)天文學(xué)家、歷史學(xué)家、地理學(xué)家、哲學(xué)家、詩人、戲劇批判家和數(shù)學(xué)家。他的著作從《天文學(xué)》到《痛解論》，樣樣都有。他還是亞歷山大市圖書館的館長。有一天，他從該館的一本手抄本里讀到下面一段話：在南部邊疆西因前哨靠近尼羅河第一大瀑布的地方，在6月21日正午，直立的長竿在地面上沒有投下陰影。在夏至那天──一年當(dāng)中白晝最長的一天，接近中午的時(shí)候，圣堂圓柱的陰影越來越短，最終在正午消逝掉。這時(shí)太陽從頭頂上直射下來，在一口深井的井水里可以看到太陽的倒影。

上述的觀看是很簡單為人們所忽視的。長竿、陰影、井里的倒影、太陽的位置──日常生活中這樣簡潔的事情有什么重要的意義呢?但埃拉托斯尼是一個(gè)科學(xué)家，他當(dāng)即想到做一個(gè)試驗(yàn)，實(shí)地觀看一下亞歷山大的直立長竿是否在6月21日正午會在地面上投下陰影。結(jié)果他們的試驗(yàn)證明：長竿在地面上投下了陰影。

埃拉托斯尼自我思忖：為什么在西因的長竿不投下陰影，而同一時(shí)刻在北邊的亞歷山大的長竿卻投下明顯的陰影呢?假設(shè)在一幅古埃及的地圖上有兩根等長的垂竿，一根直立在亞歷山大，另一根直立在西因。假定在某一個(gè)特定的時(shí)刻兩根長竿都沒有在地面上投下陰影，這一點(diǎn)很簡單理解──只要地球是扁平的。這時(shí)候，太陽在頭頂上直射。假如兩根長竿在地面上投下等長的陰影的話，在扁平的地球上也說得通：這個(gè)時(shí)候太陽光線以同樣的角度斜射在這兩根長竿上。但是在同一時(shí)刻，在西因沒有陰影，而在亞歷山大卻有明顯的陰影，這畢竟是怎么一回事呢?

埃拉托斯尼的工具是長竿、眼睛、腳和頭腦，再加上對試驗(yàn)的興趣?？恐@些東西，他推斷出地球的圓周長度，誤差只有百分之幾，這在2200年前是一個(gè)非凡的成就。他是第一個(gè)準(zhǔn)確地測量出一個(gè)行星的大小的人。

他認(rèn)為可能的答案是：地球的外表是弧形的，而且弧度越大，陰影長度的差異就越大。由于太陽離我們?nèi)绱酥h(yuǎn)，所以陽光照耀到地球的時(shí)候是平行的。長竿與太陽光線的夾角不同，它們在地面上投下陰影的長度也就不同。就投在地面上的陰影長度的差異而言，亞歷山大和西因之間的距離必定是它們在地面上的偏差角──約7度。也就是說，假設(shè)將長竿插入地心，它們就會在那里相交成7度角。7度相當(dāng)于整個(gè)地球圓周360度的1/50。埃拉托斯尼知道亞歷山大和西因之間的距離約800公里，由于他雇人步測過。800公里乘50等于4萬公里：這就是地球的圓周長度假如改用英里作量度單位，亞歷山大和西因之間的距離約等于500英里，那么地球周長即為：500英里×50=25000英里。

依據(jù)亞歷山大城陰影的長度，可以測出角A的度數(shù)。依據(jù)簡潔的幾何公式(“兩平行直線被第三條直線所截，內(nèi)錯(cuò)角相等”)，角B等于角A。于是，在測出亞歷山大城陰影的長度后，埃拉托尼推算出亞歷山大城和西因城在地球外表的距離(偏差角──譯注)是：∠A=∠B=7°這個(gè)答案是正確的。

那時(shí)的地中海以航海業(yè)著名，亞歷山大是當(dāng)時(shí)我們這顆行星上的海港。當(dāng)你知道地球是一個(gè)直徑不太大的星球時(shí)，莫非你不想出海去探究嗎?莫非你不想去探究那些未被發(fā)覺的國土，甚至去做環(huán)球航行嗎?比埃拉托斯尼早400年的時(shí)候，一支腓尼基艦隊(duì)受雇于埃及法老尼科，曾經(jīng)圍繞非洲一周。他們從紅海起航(很可能是乘沒有甲板的敞口船)，順著非洲東岸南下，再從大西洋北上，最終從地中海返航。這次史詩般的旅程花了三年的時(shí)間，相當(dāng)于現(xiàn)代“旅行者”號宇宙飛船從地球飛往土星所需的時(shí)間。

在埃拉托斯尼的發(fā)覺之后，英勇而好冒險(xiǎn)的水手屢次進(jìn)展過宏大的航海嘗試。他們的船只很小，他們的航海儀器很不完善，他們僅依據(jù)測程儀和羅盤推算船位，并且盡可能沿著海岸航行。在生疏的大海里，他們雖然能夠通過一夜又一夜地觀看星座與地平線的相對位置來測定船只的緯度，但卻不能夠測定船只的經(jīng)度。熟識的星座對在生疏大海里的人肯定是一個(gè)極大的勸慰。星星是探究者的朋友，在當(dāng)時(shí)就是地球遠(yuǎn)洋航船的朋友，而現(xiàn)在則是太空宇宙飛船的朋友。埃拉托斯尼算出地球的圓周長度之后，有些人可能嘗試過環(huán)球航行，但是在麥哲倫以前，沒有人獲得勝利。英勇和冒險(xiǎn)的故事在早期肯定被說成是水手和航海家──世界上最講究實(shí)際的人──拿他們的生命跟亞歷山大的一個(gè)科學(xué)家的數(shù)字打賭!

在埃拉托斯尼時(shí)代，人們造出了地球儀，用以表示從空間看到的地球。這種地球儀在他們了如指掌的地中海地區(qū)根本上還是切合實(shí)際的，但是離開他們家鄉(xiāng)越遠(yuǎn)，這種地球儀就變得越不符合實(shí)際。我們現(xiàn)在對宇宙的熟悉也難免遇到這種不開心的狀況。在第一世紀(jì)，亞歷山大的地理學(xué)家斯特拉博寫道：

那些試圖環(huán)球航行的人，返回的時(shí)候并沒有說他們曾經(jīng)受到大陸的阻礙，由于大海始終是放開的。他們之所以返回，是由于信念缺乏、缺乏糧食……埃拉托斯尼說過，假如廣袤的大西洋不是一個(gè)障礙的話，我們可以很簡單地通過海路從伊比利亞抵達(dá)印度……在溫帶完全有可能有一兩個(gè)可居住的陸地……固然，假如(我們星球的另一局部)有人居住的話，住在那里的人跟我們是不同的，所以我們要把那里看成是另一個(gè)世界。

人類就是這樣開頭千方百計(jì)地探究其他世界的。

后來對地球的探究是全球性的，有到中國和波利尼西亞去的，也有從中國和波利尼西亞動身的。固然，克里斯托弗·哥倫布發(fā)覺美洲及隨后幾個(gè)世紀(jì)的歷程算是到達(dá)了*，由于到那個(gè)時(shí)候，從地理上探究地球的任務(wù)已告完畢。哥倫布的第一次航行與埃拉托斯尼的計(jì)算最直接相關(guān)。哥倫布對自己的“印度群島冒險(xiǎn)打算”簡直著了迷，他不準(zhǔn)備順著非洲海岸航行，然后向東駛抵日本、中國和印度，他決心闖入生疏的西部海洋──即像埃拉托斯尼所大膽預(yù)見的那樣，“通過海路從伊比利亞抵達(dá)印度”。

哥倫布曾經(jīng)是舊地圖的行商，也是古代地理學(xué)家──其中包括埃拉托斯尼、斯特拉博和普圖利米──的著作和關(guān)于他們的著作的熱心讀者。但是，為了推行“印度群島冒險(xiǎn)打算”，為了使船只和船員能夠在長途航行中生存下來，地球必需比埃拉托斯尼所說的小，所以，哥倫布在計(jì)算的時(shí)候耍了個(gè)花招。正如薩拉羅卡大學(xué)的考察人員精確無誤地指出的那樣，從哥倫布能找到的全部書本上，他采納了最小的地球圓周長度和的亞洲東延范圍，甚至還再加以夸張。假設(shè)哥倫布在旅途中沒有遇到美洲的話，他的探險(xiǎn)就會徹底失敗。

現(xiàn)在地球已經(jīng)經(jīng)過徹底的探究，再也不行能發(fā)覺什么新大陸或失落的土地。但是，過去我們用來探究并定居在地球最遙遠(yuǎn)的地區(qū)的技術(shù)，現(xiàn)在可以用來飛離我們這個(gè)行星，去進(jìn)展宇宙探險(xiǎn)，去發(fā)覺其他星球的隱秘。飛離地球使我們能夠居高臨下地對它進(jìn)展觀測，能夠看到埃拉托斯尼測量出來的整個(gè)地球的球體及其大陸的輪廓，從而證明古代很多制圖家有卓越的才華。埃拉托斯尼和亞歷山大其他地理學(xué)家看到這些該會有多么快樂啊?

從某種意義上說，人類大約在公元前300年之后的600年時(shí)間里，在亞歷山大這個(gè)城市開頭了智力的冒險(xiǎn)，這種冒險(xiǎn)把我們引導(dǎo)到宇宙的海岸。但是，關(guān)于這個(gè)大理石般的榮耀城市的外形以及人們的感覺，卻沒有任何記載可查，壓制和懼怕已使人們幾乎把古亞歷山大遺忘得一干二凈。它的居民形形色色，簡直不行思議，既有馬其頓和后來的羅馬士兵、埃及的祭司、希臘的貴族、腓尼基的水手、猶太商人，也有來自印度和撒哈拉沙漠南部非洲的訪問者。在亞歷山大興盛的大局部時(shí)期內(nèi)，除了大量的奴隸以外，人們都和諧相處，相互敬重。

這座城市是亞歷山大大帝創(chuàng)立并由他從前的一個(gè)侍衛(wèi)建成的。亞歷山大鼓舞重視外來文化，提倡虛心求知。依據(jù)傳奇──這種傳奇是否真實(shí)無關(guān)宏旨──他是在紅海中世界上第一個(gè)鐘形潛水器里降生的。他鼓舞他的將士們與波斯和印度的女子通婚，他敬重其他國家崇拜的神，他搜集異國的生物(包括替他的教師亞里士多德搜集的一頭象)。為了把他的城市建成世界貿(mào)易、文化和學(xué)問的中心，他不惜工本。這座城市由于有以下這些名勝而光榮奪目：30米寬的林蔭大道，優(yōu)雅的建筑和雕像，亞歷山大陵，還有那座大燈塔──古代世界七大奇跡之一。

然而，亞歷山大的奇跡是它的圖書館及其附屬的博物館(實(shí)際上是一個(gè)紀(jì)念九位文藝女神的公共場所)。在這個(gè)傳奇般的圖書館里，至今殘存最多的是圖書館附屬建筑“塞里皮恩”里的那個(gè)一度被人遺忘的陰濕的地下室。它的殘物可能就是幾個(gè)腐朽的書架，但是，這個(gè)地方曾經(jīng)是我們這個(gè)行星上最宏大城市的智囊和榮譽(yù)，它是世界歷第一個(gè)真正的科學(xué)討論所。該圖書館里的學(xué)者對整個(gè)宇宙進(jìn)展了討論?！坝钪妗?cosmos)這個(gè)詞來自希臘語，意思是“天地萬物，井然有序”，從某種意義上說，它是“混沌”(chaos)的反義詞。它示意了天地萬物之間的相互聯(lián)系，說明了人類對錯(cuò)綜微妙的宇宙機(jī)制的敬畏。這是一個(gè)學(xué)者云集的地方，他們在這里討論物理學(xué)、文學(xué)、醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、哲學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)和工程學(xué)?？茖W(xué)和學(xué)識進(jìn)展了，天才在那里健壯成長。亞歷山大圖書館是我們?nèi)祟愖钕认到y(tǒng)而仔細(xì)地搜集世界學(xué)問的地方。

除了埃拉托斯尼之外，還有天文學(xué)家希帕恰斯，他繪制了星座圖并估算了恒星的亮度;歐幾里得，他以卓越的才能將幾何學(xué)進(jìn)展系統(tǒng)的分類，并對正在費(fèi)勁地解一道數(shù)學(xué)難題的國王說：“通往幾何學(xué)的道路中可沒有為皇家鋪設(shè)的康莊大道”;色雷斯的狄俄尼斯，他給詞類作了定義，他對語言學(xué)的奉獻(xiàn)，就像歐幾里得對幾何學(xué)的奉獻(xiàn)一