一名物理學(xué)家教育歷程

“鞠躬盡瘁，死而后已”“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”“了卻君王天下事，贏得生前身后名”“人生自古誰無死，留取丹心照汗青”“橫眉冷對千夫指，俯首甘為孺子?！比松且环N過程，是一種親歷的過程。一切美妙盡在過程之中。2020/12/181一名物理學(xué)家的教育歷程加來道雄（人物簡介類說明文）2020/12/182作者簡介

加來道雄，日裔美籍理論物理學(xué)家，紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。他畢業(yè)于哈佛大學(xué)，獲得加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位。他是《超越愛因斯坦》、《量子場論》和《超弦導(dǎo)論》諸書的作者。2020/12/183

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性的。請根據(jù)歷時性來梳理文章并概括文章內(nèi)容。

明確：本文的基本內(nèi)容

：①通過對鯉魚世界的遐想，反思人類對宇宙的認(rèn)知?？此谱髡呱倌陼r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，由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎(chǔ)。②作者少年時接觸到愛因斯坦的“未竟事業(yè)”，激發(fā)了他的探究興趣。他之所以感到“激動人心”，是因?yàn)樗褠垡蛩固沟睦碚摦?dāng)成一個“偵探故事”來閱讀、探究，這非常符合少年的心理。另外，“我決定要對這一秘密刨根問底”，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)。③高中時代，本應(yīng)“在棒球場或籃球場玩?！保硎芮啻耗耆A，但作者卻“找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫，裝配必需的硬件設(shè)備”，在“學(xué)校的足球場中纏繞22英里長的銅線”，自己動手建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，驗(yàn)證愛因斯坦理論，探究反物質(zhì)。作者進(jìn)行這樣艱苦枯燥的工作，體現(xiàn)了他對科學(xué)的熱愛，以及踏實(shí)的性格，顯露出一個科學(xué)工作者的潛能。由①②到③，我們可以清楚地看到作者的“教育歷程”和“教育內(nèi)容”。2020/12/184

作者對鯉魚世界是怎樣遐想的？在他的遐想中“鯉魚科學(xué)家”對“世界”的是如何認(rèn)識的？

作者猜測鯉魚是怎樣觀察它們周圍的世界的，在他的遐想中“鯉魚科學(xué)家們”是這樣認(rèn)識世界的：（1）“水池之外看不見的世界沒有科學(xué)意義?！保?）“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動而困惑不解”——它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知。（3）“鯉魚科學(xué)家”的“消失”和“重現(xiàn)”——它們認(rèn)為是“奇跡”，是“可怖的事情”，但不肯去探究原因。

（4）“鯉魚科學(xué)”的“傳奇故事”，真實(shí)地證明另一個世界的存在，而它們卻認(rèn)為“胡說八道”，荒謬絕倫，違背它們的“自然規(guī)律”。2020/12/185【提問】作者想通過“鯉魚科學(xué)家”對世界的認(rèn)識說明什么？這種遐想的意義是什么？

說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學(xué)家”有相似之處具體體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）人類“一生就在我們自己的‘池子’里度過”，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)“那些看得見摸得著的事物”，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”的理論，他們就加以“鄙視”，表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。這種遐想給予作者的意義是充分挖掘了他的好奇心和發(fā)揮了想象力，并且他保持了這樣奇特的想像力，也由此奠定了他對高維空間理論探究的基礎(chǔ)。

2020/12/186【提問】作者對愛因斯坦未竟事業(yè)是怎樣看待和怎樣做的？首先作者接觸到愛因斯坦的“未竟事業(yè)”，激發(fā)了他的探究興趣。其次他把愛因斯坦的理論當(dāng)成一個“偵探故事”來閱讀、探究，并且“我決定要對這一秘密刨根問底”；再次高中時代,本應(yīng)“在棒球場或籃球場玩?！?，享受青春年華，但作者卻“找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫，裝配必需的硬件設(shè)備”，在“學(xué)校的足球場中纏繞22英里長的銅線”。自己動手建設(shè)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證愛因斯坦理論，探究反物質(zhì)。2020/12/187【提問】由此可見作者對愛因斯坦未完事業(yè)的向往有何意義？

這一過程的意義在于：作者的基本科學(xué)素質(zhì)都得到了培養(yǎng)和鍛煉。例如探究能力，推斷能力，動手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约霸谄渲胁豢扇鄙俚牟慌麓煺?、質(zhì)疑求真的科學(xué)精神，尊重事實(shí)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度等都得到了培養(yǎng)和鍛煉。

2020/12/188課文的重點(diǎn)是童年趣事和建立實(shí)驗(yàn)室，這三個事例已經(jīng)把“教育歷程”完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個小事例，主要起補(bǔ)充和銜接的作用。歷險故事加深作者對高維空間的想像，激發(fā)興趣；而閱讀統(tǒng)一場理論書籍，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)的探究過程。

文章在介紹童年兩件趣事的時候，課文還寫了閱讀多維空間歷險故事和統(tǒng)一場理論書籍這兩件事，那么這兩小段內(nèi)容對“教育歷程”的敘述有什么作用？

2020/12/189【補(bǔ)充材料】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。比如對于古人來講，風(fēng)暴是怎樣產(chǎn)生的，風(fēng)暴會襲擊什么地方，什么時候襲來，什么時候結(jié)束，他們是一無所知的，因?yàn)樗麄兩钤谄教沟拇蟮厣?，只能靠肉眼從近似于二維平面的角度來觀察，即使有簡單的預(yù)報，也都是靠經(jīng)驗(yàn)來推測的。現(xiàn)在有了氣象衛(wèi)星，從太空這樣三維角度觀察地球，在地面上看來神秘莫測的風(fēng)暴被看得一清二楚，可以精準(zhǔn)地預(yù)報風(fēng)暴的動向。同樣，理論物理學(xué)家認(rèn)為，傳統(tǒng)的四維（空間三維加上時間）理論太“小”，不能解釋宇宙中的四種力。當(dāng)他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，就能得到一種簡單、漂亮的解決模型（科學(xué)家認(rèn)為宇宙應(yīng)該是簡單、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。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)時的環(huán)境，需要的能量太大，根本無法做到，所以現(xiàn)在高維空間理論只能是“理論”。

2020/12/1810【補(bǔ)充材料】統(tǒng)一場論

——

根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)知識，將我們的宇宙結(jié)合起來的力有四種：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（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理論，解決了這一問題，被稱為“標(biāo)準(zhǔn)模型”。但是這一理論因?yàn)橛嬎惴睆?fù)無比而讓人頭疼），但是引力仍然游離在外。愛因斯坦畢終生之力想尋求四種力的統(tǒng)一，建立一個大一統(tǒng)的理論，最終也沒有實(shí)現(xiàn)。

2020/12/1811

阿爾伯特．愛因斯坦（Albert．Einstein）1897年3月14曰出生在德國西南距離慕尼黑八十五哩的烏耳姆城(Ulm)。父母都是猶太人。這是一個和睦、愉快的家庭。親人們深愛著小愛因斯坦，但都為他的智力發(fā)育感到擔(dān)憂。愛因斯坦小時候并不活潑，三歲多還不會講話，父母很擔(dān)心他是啞巴，帶他去給醫(yī)生檢查。還好小愛因斯坦不是啞巴可是直到九歲時講話還不很通暢，所講的每一句話都必須經(jīng)過吃力但認(rèn)真的思考。愛因斯坦家的住房周圍有花園，他經(jīng)常一個人長時間地蹲在花園角落的灌木叢里，用手撫摩著小葉片或者凝視著匆匆跑動的螞蟻。他很小就喜歡冥想，想了解大自然的奧秘。一次，在依薩爾河岸野餐時，一位親戚說，小愛因斯坦很嚴(yán)肅，當(dāng)其他的孩子都在互相玩耍、逗樂時，他卻獨(dú)自坐著看湖的對岸。母親玻琳深情的為自己的孩子辯護(hù)：“他是沉靜的，因?yàn)樗谒妓鳌５戎?，總有一天他會成為一個教授！”那位親戚感到可笑，但也理解母親的心情。教授！在人們的心目中，只有那些聰敏的人才有可能得到這個榮譽(yù)的稱號，這個連話都說不好的笨孩子能成為一個教授嗎？

【補(bǔ)充材料】2020/12/1812

愛因斯坦在念小學(xué)和中學(xué)時，一般功課屬平常，唯有數(shù)學(xué)成績遠(yuǎn)在全班同學(xué)之上。由于他舉止緩慢，不愛同人交往，老師和同學(xué)都不喜歡他。教他希臘文和拉丁文的老師對他是那么厭惡，曾經(jīng)公開罵他：“愛因斯坦，你長大后肯定不會成器?！倍乙?yàn)榕滤谡n堂上會影響其他學(xué)生，竟想把他趕出校門。

家里每星期都有一個晚上要邀請來慕尼黑念書的窮學(xué)生吃飯，這樣等于是救濟(jì)他們。其中有一對來自立陶宛的猶太兄弟麥克斯和伯納德，喜歡閱讀書籍，興趣廣泛。他們被邀請來愛因斯坦家里吃飯，并和羞答答、長著黑頭發(fā)和棕色眼睛的小愛因斯坦交成了好朋友。麥克斯可以說是愛因斯坦的“啟蒙老師”，他借了一些通俗的自然科學(xué)普及讀物給他看，看完后就和愛因斯坦討論，并且再繼續(xù)提供給他新的讀物。麥克斯點(diǎn)燃了愛因斯坦自學(xué)的興趣火花，還不斷地輔導(dǎo)他。

麥克斯引導(dǎo)他學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)，十三歲時他已自學(xué)微積分了。當(dāng)他的同班同學(xué)為那些平面幾何簡單問題和循環(huán)分?jǐn)?shù)而皺眉頭時，愛因斯坦靠自學(xué)已經(jīng)進(jìn)入到無窮級數(shù)這些美麗神奇的“無窮世界”去了。很快小愛因斯坦的數(shù)學(xué)程度超過了讀大學(xué)的麥克斯，為了以后有共同談話的話題，麥克斯開始借哲學(xué)書給他看，愛因斯坦在十三歲就能看懂康德的《純理性批判》。這是一本對許多成人來說都算是枯燥艱深的書。這時候愛因斯坦閱讀的書就是數(shù)學(xué)、物理和許多哲學(xué)家的書。

【補(bǔ)充材料】2020/12/1813

１９０５年，年僅２６歲的愛因斯坦發(fā)表了三篇論文，在物理學(xué)三個不同領(lǐng)域取得了歷史性成就，特別是狹義相對論的提出，使人類對于空間、時間和物質(zhì)運(yùn)動的認(rèn)識發(fā)生了革命性變化，標(biāo)志著物理學(xué)新紀(jì)元的到來。１９１５年，愛因斯坦發(fā)表廣義相對論。這是繼狹義相對論之后，近代科學(xué)的又一個重大成就。１９１９年，英國天文學(xué)家愛丁頓的日全食觀測結(jié)果證實(shí)了愛因斯坦所作的光線經(jīng)過太陽引力場會彎曲的預(yù)言。愛因斯坦由此聲名鵲起，相對論成為人們家喻戶曉的名詞?！狙a(bǔ)充材料】2020/12/1814【提問】作者說“我決定要對這一問題刨根問底，縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭。”在作者心中“理論物理學(xué)家”應(yīng)該是怎樣的人？

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，必須有奉獻(xiàn)精神。“在所不辭”意味著“理論物理學(xué)家”道路的艱辛。

2020/12/1815【提問】作者建立實(shí)驗(yàn)室的事例，對我們現(xiàn)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，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)前存在的問題是，重視理論，輕視基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)為動手能力和實(shí)踐能力差，思想上浮躁，急功近利。對教育而言，重知識，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。

2020/12/1816童年青年（成年）鯉魚世界的幻想愛因斯坦的故事實(shí)驗(yàn)（理論物理學(xué)家）文章結(jié)構(gòu)：敘述的順序主要是歷時性的，而“童年的兩件趣事”作為文章的主要內(nèi)容，又是共時性的敘述。

2020/12/1817【提問】本文三個主要部分，并不是簡單地敘述成長的故事，而是具有深刻的科學(xué)精神內(nèi)涵，那么從中我們可以看到哪些方面的“教育”對成為優(yōu)秀科學(xué)家最為重要。（1）想像力：科學(xué)是需要想像力的，想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對鯉魚世界的想像中，認(rèn)識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。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造，體現(xiàn)了創(chuàng)新意識和探索精神。

（2）樂趣：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，對真正的科學(xué)工作者來說，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”，也是人生的“境界”。“游戲”使他們樂此不疲，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：丁肇中說過：“現(xiàn)代學(xué)術(shù)的基礎(chǔ)就是實(shí)地的探察，就是我們現(xiàn)在所謂的實(shí)驗(yàn)?！薄翱茖W(xué)發(fā)展的歷史告訴我們，新的知識只能通過實(shí)地實(shí)驗(yàn)而得到，不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的?！保ā稇?yīng)有格物致知精神》）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。

2020/12/1818

自由討論：你認(rèn)為作者能夠成長成才的因素有哪些？其中你認(rèn)為最重要的是什么？聯(lián)系自己生活的實(shí)際，從中得到怎樣的人生啟迪。2020/12/1819

童年的兩件趣事之所以引導(dǎo)作者走上成為一名理論物理學(xué)家的歷程，是因?yàn)樽髡咴谶@其中的一些基本科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)能力得到了充分地挖掘、培養(yǎng)和鍛煉，它們是：好奇心、想象力、探究能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、不怕挫折，質(zhì)疑求真的科學(xué)精神，尊重事實(shí)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度等。2020/12/1820國外的教育，是先要給孩子一個“獸身”，就是像野獸一樣強(qiáng)健的體魄，再給他們一顆“人心”，告訴他們做人的道理、責(zé)任、義務(wù)等等，使他們有一個積極、健康的人生態(tài)度；最后，才是教給他們必要的知識，使他們對過去、現(xiàn)在、和未來有個足夠的了解。而我國的教育，確實(shí)存在一些問題。我國的教育，更多給下一代漂亮的臉蛋兒、能歌的喉嚨、善舞的秀腿、纖細(xì)的腰肢、善于記憶的大腦，可惜偏偏沒有給他們畫上一個善于獨(dú)立思考的大腦，沒有注重道德，個人修養(yǎng)以及危機(jī)感和使命感的熏陶。國內(nèi)外教育的對比2020/12/1821曾經(jīng)流行過這樣一句話：只要你小時候把基礎(chǔ)打好，多用點(diǎn)功，將來你考上了大學(xué)就輕松了。似乎中國的教育就是小時候辛苦，長大后輕松。而國外就剛好相反，他們是小時候輕松，長大后辛苦，他們的理論是：小時候不懂事，應(yīng)該享受屬于自己的童年美好時光，而你長大后，就有責(zé)任去背負(fù)自己的學(xué)習(xí)任務(wù)，用功讀書。

韓寒在他的《通稿2003》里面談到中國有一個概念一錯錯了幾十年，那就是“全面發(fā)展學(xué)生”。在學(xué)校里，什么叫“全面發(fā)展學(xué)生”呢？首先你語數(shù)外理化應(yīng)該學(xué)得不錯，然后你的體育也湊合，補(bǔ)考能夠及格，偶爾也有會樂器的（如果口琴，豎笛也算的話）。然后呢？沒有了。其實(shí)在全面發(fā)展里，各種學(xué)科只算一項(xiàng)。說好聽點(diǎn)就是“學(xué)科能力”，說難聽點(diǎn)就是“考試能力”。想想這些“全面發(fā)展學(xué)生”也可憐，將來他們參加工作，看到別人什么都會，自己卻一無是處。這也就是為什么那么多大學(xué)生