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《宇宙的未来》课文说明
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现在,宇宙中星系之间的距离在增大,“但是人们预料星系之间的引力吸引正在降低这个膨胀率。如果宇宙的密度大于某个临界值,引力吸引将最终使膨胀停止并使宇宙开始重新收缩。宇宙就会坍缩到一个大挤压。”“大挤压”和“大爆炸”前的状态一样,“是具有无限密度的状态,物理定律在这种状态下失效。”
预言宇宙的未来,“关键问题在于:平均密度是多少?如果它比临界值小,宇宙就将永远膨胀。但是如果它比临界值大,宇宙就会坍缩,而时间本身就会在大挤压处终结。”
计算宇宙的平均密度并不容易。“如果我们计算能看得见的恒星并把它们的质量相加,我们得到的,不到临界值的百分之一左右。”即使加上“气体云的质量”,临界值最多是百分之一。但是,我们能不能据此得出宇宙将永远膨胀下去的结论呢?还不能。因为宇宙中还有许多暗物质。根据现在的观测研究,将这些暗物质估算在内,“仍然只达到要使宇宙重新坍缩的临界质量的百分之十左右。这样,如果我们仅仅依据观测证据,则可预言宇宙会继续无限地膨胀下去。”这样,“在大约一百亿年以后,宇宙中大多数恒星都已把燃料耗尽”,走向灭亡。因它们的质量的不同,或者变成白矮星,或者变成中子星,或者变成黑洞。
霍金对黑洞的解释是:“空间—时间的一个区域,因为那儿的引力是如此之强,以至于任何东西,甚至光都不能从该处逃逸出来。”(《时间简史》一书所附《小辞典》)但是,也许“黑洞并不像被描绘的那样黑”,根据量子力学的测不准原理,如果黑洞中有一颗粒子的位置是确定的,那么它的速度就有可能超过光速“逃离黑洞”。
我们不能相信已有的确定证据,是因为还有别的理论在探讨宇宙的奥秘。人择原理和暴涨理论就是其中的两种。
宇宙是继续膨胀还是可能收缩,这取决于宇宙现有密度。在对这个问题没研究清楚之前,科学家也不得不认为“宇宙实际上是处在刀锋上”,所以要继承巫师或预言家的传统,“两方下赌注,以保万无一失。”
三 演讲的特点
1生动的导引
这篇科技论文是演讲辞,具有演讲的特点。预言宇宙的未来,虽然是一个严肃的科学话题。但如果就事论事,很容易枯燥乏味。演讲需要激起听众的兴趣。演讲者从古代的巫术和近代的宗教预言谈起,既增加了趣味性,又深化了讲演的主题──在与巫术的对比中,更显出了科学的求实精神。
2严谨的推理
作为一篇科学演讲,其最终目的是让人信服。本文严谨的推理,增强了说服力。宇宙虽然复杂,但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是决定其命运的关键,然而,确定这一点非常不易。演讲者从可见物质谈到暗物质,从成熟的理论谈到科学假说,把问题讲得透彻明白。没有作出一个明确的预言,也说明了演讲者严谨的科学态度。
3幽默的语言演讲是面对面的交流,这种交流是单向的,如果不注意演讲的语言艺术,就达不到最佳的表达效果。这篇演讲语言幽默,创造出一种轻松愉快的气氛,使所论述的问题更易于为听众接受。如,文中有一段话说:“我比其他的末日预言者更占便宜。即使宇宙将要坍缩,我可以满怀信心地预言,它至少在一百亿年内不会停止膨胀。我预料那时自己不会留在世上被证明是错的。”以揭示自己“自私”的心理表示幽默,同时传达出重要的信息:宇宙“至少在一百亿年内不会停止膨胀”。
《宇宙的未来》解题指导
一 设计此题,是为了让学生透过生动的比喻,来理解作者所要说明的科学道理。
1我们目前还不知道“制约宇宙的有关定律”。即使知道了,它的“物理方程的解”也会出现混沌性质,不可能有确解。
2“宇宙在大挤压处终结”,终结就是死亡,再讨论时空问题,或者再问“在这‘之后’的事件”,已毫无意义。
二 设计此题,是为了让学生提炼出作者所论证的一些观点及论据。
宇宙中存在暗物质的证据有两个。“一个来自于螺旋星系”,如果没有暗物质的引力作用,这些旋转的星系早就被甩开了。“另一个证据来自于星系团”,这些星系团“成团地集中在一起”,其中个别星系运动速度非常高,若不是存在暗物质,“这些星系团就会飞散开去”。
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来源:中国哲士网
中小学语文教学 宇宙的未来教案,教学设计 参考资料,课文
作品《宇宙的未来》课文说明原文赏析
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