《宇宙的未來》課件-1

第13課宇宙的將來作者：史蒂芬·霍金Zm

“宇宙有開端嗎？如果有的話，在這里之前發(fā)生過什么？宇宙從何處來，又往何處去？”──史蒂芬·霍金“即便把我關(guān)在果殼里，仍然自以為無限空之間之王！”──《哈姆雷特》莎士比亞輪椅上的傳奇科學家

史蒂芬·霍金1942年1月8日出生于英國的牛津，這是一個特殊的日子，現(xiàn)代科學的奠基人伽利略正是逝世于300年前的同一天?；艚鹪谂＝虼髮W畢業(yè)后即到劍橋大學讀研究生，這時被診斷患了“盧伽雷病”，不久，就完全癱瘓了。1985年，霍金又因肺炎進行了穿氣管手術(shù)，此后，他完全不能說話，依靠安裝在輪椅上的一個小對話機和言語合成器與人進行交談；看書必須依賴一種翻書頁的機器，讀文獻時需求邀請人將每一頁都攤在大桌子上，然后他驅(qū)動輪椅如蠶吃桑葉般地逐頁閱讀……霍金正是在這種一般人難以置信的艱難中，成為世界公認的引力物理科學巨人。霍金在劍橋大學任牛頓曾擔任過的盧卡遜數(shù)學講座教授之職，他的黑洞蒸發(fā)理論和量子宇宙論不僅震動了自然科學界，并且對哲學和宗教也有深遠影響。從宇宙大爆炸的奇點到黑洞輻射機制，霍金對量子宇宙論的成長作出了杰出的貢獻。他的目的是處理從牛頓以來一直困擾人類的“第一推力”難題。他的宇宙模型是一個封閉的無邊界的有限的四維時空，宇宙的演化完全取決于物理定律。霍金堅信，關(guān)于宇宙的起源和命運的基本思想能夠無需數(shù)學來陳述，而且沒有受過專業(yè)訓練的人也能理解。他曾在通俗演講里，活躍地向聽眾解釋“利用光速，從‘黑洞’進去”。從“‘白洞’到宇宙另一區(qū)域去作時空旅行”的設計，是有趣的科學幻想，而現(xiàn)實卻是難以做到的簡明道理。經(jīng)過數(shù)年的辛勤寫作和修正，于1988年4月正式出版宇宙論科普著作《時之間簡史》。書中引導讀者遨游外層空之間奇異領域，對遙遠星系、黑洞、夸克、大統(tǒng)一理論、“帶味”粒子和“自旋”的粒子、反物質(zhì)、“時之間箭頭”等進行探索?！稌r之間簡史》，已用33種文句發(fā)行了550萬冊，如今在西方，自稱受過教育的人若沒有讀過這本書，會被人看不起。

醫(yī)生曾診斷身患絕癥的霍金只能活兩年，他之所以能支持到今天并取得卓越成就，最主要的是他具有強烈的使命感和極其堅強的意志?；艚鸬囊簧?，是人類意志力的記錄，是科學精神創(chuàng)造的奇跡。走進神秘的宇宙在中文里，“宇”是“上下四方”的意思，表示空之間；“宙”是“古往今來”的意思，表示時之間。宇宙的歷史，就是空之間在時之間上成長的過程，斯蒂芬·霍金以時之間為序，研究我們所處的這個宇宙誕生、成長，以及它將來可能的狀況，因此，他把自己的書稱作《時之間簡史》，實際上就是《宇宙簡史》。

本文重點是談作者對宇宙的將來作出的科學預言，閱讀時要準確地篩選出這些預言的觀點和支撐這些觀點的材料。同時，還應該體會這篇講演在言語上的幽默特點。本文重點閱讀文章·賞析歸納（1——6）先表明預言宇宙的信心1.這部分先解釋什么？2.這篇講演的主題是預言宇宙的將來,為什么開篇（1——5）先羅列了一些巫師們預言屢屢失敗的尷尬的事件？經(jīng)由對比解釋巫師們的預言缺乏科學依據(jù)，只是一些模棱兩可的判斷，而真正的技巧在于解釋。這與科學家的預言有很大的區(qū)別。2.作者認為，科學家預言宇宙的將來，必須擺脫哪些思想局限？剖析阻礙預言的東西1.這部分解釋什么情況？（7-11）思想局限有四個方面1我們只了解正常情況下物體的科學定律，不知道制約在極端條件下的精確定律，故不能預言宇宙的將來。（7——8）2我們受到時之間尺度的制約，故不能預言宇宙的將來。（9）43我們毀壞和消滅環(huán)境才能的增長比利用這種才能的智慧的增長快得多，故不能預言宇宙的將來。（10）我們不能肯定星球在軌道上的微小擾動長期積累會產(chǎn)生怎樣的變化，故不能預言宇宙的將來。（11）作者認為科學家能夠預言宇宙的將來的依據(jù)是什么？指出可預言的科學依據(jù)（12-13）1.這部分是寫什么的？1.我們觀察到的從外空之間各個方向來的微波幅射背景的溫度極其接近，這表明宇宙的膨脹是平滑而非混沌的。（12）2.我們依據(jù)地球在太陽系中的地位以及其所屬的星系中的地位，推斷出任何其他星系的任何背景亦相同，故可確定在大尺度下宇宙的行為是簡單的，能夠預言。（13）2.作者是如何描繪宇宙將來的樣子的呢？（14-21）描繪宇宙將來具體景象1.這一部分如何總結(jié)？大爆炸形成宇宙的膨脹。如果宇宙的密度大于某個臨界值，吸引力將最終使膨脹停止并使宇宙開始重新收縮，最終宇宙就會坍縮到一個具有無限密度的奇性的大擠壓，時之間本身就會在大擠壓處終結(jié)。大擠壓之后的存在是不能預言的。如宇宙密度小于該臨界值，宇宙就不會坍縮，它會繼續(xù)永遠膨脹下去，星系們會繼續(xù)以恒常速度相互離開?，F(xiàn)在的宇宙正在膨脹,至少在100億年內(nèi)不會停止。（14－19）在大約100億年以后，宇宙中大多數(shù)恒星都已把燃料耗盡，似太陽質(zhì)量的恒星，不是變成白矮星就是變成中子星，具有更大質(zhì)量的恒星會變成黑洞。這些宇宙殘留物繼續(xù)繞著銀河系中心每100億年轉(zhuǎn)一圈，它們互相碰撞，使一些被拋到星系外面去，余下的會漸漸在中心附近穩(wěn)定下來，最終匯聚在一起，形成一個巨大的黑洞。最后這個黑洞可能在10的90次方年的時之間蒸發(fā)掉（20——21）。在對宇宙的將來的預言中，存在哪些不確定的因素？（22-25）影響預言的不確定因素1.這部分解釋什么情況？有兩個一是可能存在當前我們未知的暗物質(zhì)，它們會影響大爆炸后一秒鐘內(nèi)宇宙的初始密度，從而影響對宇宙最終坍縮時之間的確定（22、23）二是對宇宙的初始密度的確定有著不同的認識：一是按照人擇原理去確定，一是按照暴漲理論去確定。二者有較大差距（24——25）（26）1.最后一部分做什么？對全文進行小結(jié)2.總結(jié)的要點是什么？人們能夠預言將來，但宇宙的將來是坍縮還是無限膨脹，尚難定論。因為宇宙現(xiàn)有密度似乎非常接近于把坍縮和無限膨脹區(qū)分開來的臨界密度。小結(jié)全文思路構(gòu)造1-6：先表明預言宇宙的信心7-11：再剖析阻礙預言的東西12-13：指出可預言的科學依據(jù)14-21：描繪宇宙將來具體景象22-25：影響預言的不確定因素26：最后對全文進行下小結(jié)作為一篇關(guān)于宇宙將來的演講詞，本文的大量篇幅是較為嚴肅的科學話題，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趣的言語，使得這樣一篇旨在解釋科學道理的學術(shù)演講，讓人能夠在一種輕松愉快的氣氛中認真聽下去。這樣的言語是很多的，例如：“幸運的是，數(shù)人名看來要花很長的時之間?！薄澳阍趯嶋H上不可

言語藝術(shù)樣式小結(jié)這篇演講詞的言語特點怎樣？幽默風趣能預計出來數(shù)字，否則的話，物理學家就會在賭場發(fā)財。”“即便宇宙將要坍縮，我能夠滿懷信心地預言，它至少在一百億