2022-2023年度 名师 《宇宙的未来》学案

PAGE17《宇宙的未来》学案

一、整体把握1．理清文章写作思路，概括脉络结构。点读这篇演讲稿，从古代巫师的预言，谈到近代宗教的预言，然后过渡到自己对宇宙未来的预言。作者运用天体物理学理论，对宇宙的未来作出科学的推断。主要探讨了宇宙未来的两种命运：一是继续膨胀下去，二是收缩以至于坍缩成一个点。具体概括为：

2．霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点点读①宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度有关，如果平均密度小于某个临界值，它就会永远膨胀。如果平均密度大于临界值，宇宙就会坍缩，时间本身就会终结。②在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗物质，它的引力吸引足以把高速旋转的星系牢牢抓住，不至于使这些星系或星系团飞散开去。③如果宇宙继续膨胀下去，五十亿年后，太阳将耗尽它的核燃料，变成一颗白矮星。在大约一百亿年后，具有太阳质量的恒星将变成白矮星或中子星，具有更大质量的恒星会变成黑洞。④黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞，只要有足够长的时间，巨大的黑洞也可以“蒸发”掉。⑤在星系或星系团之外，应该存在有足够的暗物质，这些暗物质能使密度达到临界值，从而可能会使宇宙最终坍缩，但这个时间肯定在一百五十亿年之后。二、细部探微3．根据霍金的论述，我们目前所能看到的宇宙物质最多是“临界值”的百分之一，似乎不足以使宇宙坍缩。然而他又指出，“也许存在足够的暗物质，使宇宙最终坍缩”。宇宙中存在暗物质的证据是什么霍金举了哪两种假说，说明现在的宇宙密度可能就在临界状态点拨宇宙中存在暗物质，“一个证据来自于螺旋星系”，“必须存在某种看不见的物质形式，其引力吸引足以把这些旋转的星系牢牢抓住”；“另一个证据来自于星系团”，“要不是引力吸引把星系抓到一起，这些星系团就会飞散开去……所以，在星系团中我们观测到的星系以外必须存在额外的暗物质”。霍金为了说明现在的宇宙密度可能就在临界状态，列举了两种假说，一种是“所谓的人择原理”，另一种是“极早期宇宙的暴涨理论”。4．为什么科学“不能预言人类社会的未来”，却“可以预言宇宙遥远的未来”作者认为科学家可以预言宇宙未来的依据是什么点拨重点聚焦在最后一自然段，人类社会的未来是混沌的、不确定的；而宇宙大尺度的行为似乎是简单的，而不是混沌的，因此我们可以预言宇宙遥远的未来。预言的根据：一是我们观察到从外空间各个方向来的微波辐射背景的温度极其接近，这表明宇宙的膨胀是平滑而非混沌的；二是我们根据地球在太阳系中的地位以及太阳在其所属的星系中的地位，推断出任何其他星系的任何方向的背景也都是相同的，由此可以确定宇宙的行为在非常大的尺度下是简单的，而不是混沌的。因此我们可以预言宇宙遥远的未来。5．讲演时要面对面地交流，这种交流又是单向度的，如果不注意讲演的艺术，就达不到最佳的表达效果。本文在论述过程中，常常用一些生动的比喻来说明事理。请说说下面两个比喻句各自说明了什么道理。①例如，如果你稍微改变一下你旋转轮赌盘的方式，就会改变出来的数字。你在实际上不可能预言出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。②这有一点像是再投胎。如果有人声称一个新生的婴儿是和某一死者等同，如果该婴儿没从他的以前的生命遗传到任何特征或记忆，这种声称有什么意义呢人们可以同样地讲，它是完全不同的个体。点拨①用这个比喻生动地说明了“即便我们知道了制约宇宙的有关定律，我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来”。②用这个比喻形象地说明宇宙在大挤压处终结后，并不是任何发生在“之后”的事件都是另一个相分离的宇宙的部分。

1．中心主旨本文作者运用天体物理学理论，对宇宙的未来作出了两种预测，一是继续膨胀，二是坍缩。是膨胀还是坍缩，取决于宇宙的平均密度。“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”。可“现有密度似乎非常接近于把坍缩和无限膨胀区分开来的临界密度”，所以两种结果都有可能。2．写作特色1生动的导引。预言宇宙的未来，是一个严肃的科学话题。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、宗教的对比中，更显出了科学的求实精神。2严谨的推理。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。3愉快的氛围。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”。3．结构图解宇宙的未来eq\巫师的预言eq\宗教的预言eq\科学家可以预言eq\膨胀说eq\坍缩说

45分钟90分一、基础知识12分，每小题3分1．下列加点字的注音全对的一项是A．坍缩tānsuō溢出yì精神恍惚huánɡhū捍卫hànB．耶稣yēsū拯救hēnɡ臭名昭著hāo感恩戴德dàiC．尴尬ɡānɡà崩溃uì模棱两可mólénɡ迄今为止qíD．混沌hùndùn逾越yú倚重yǐhònɡ微不足道wēi答案D解析A项恍huǎnɡ；B项拯hěnɡ；C项迄qì。2．在下面各句横线处依次填入的词语，最恰当的一组是1“唯权”“唯尊”“唯上”等人治观念使农民不相信法律的公正性、严肃性，农民不信任法律最终也就导致了其法律信仰的________。2中国驻利比里亚维和工兵分队担负着公路桥梁修建和________的任务。3________与问责制度能否杜绝矿难的发生恐怕很难。在巨额的利润面前，欲望膨胀的人胆大包天，总是想方设法弄虚作假，不顾一切孤注一掷。A．缺失养护惩戒B．缺乏养护惩罚C．缺乏维护惩戒D．缺失维护惩罚答案A解析缺乏：指没有或不够，语义侧重在“不具有或不完全具有”；缺失：指丢失、散失，语义侧重在“应该具有而失去”。维护：维持并保护，使免于遭受破坏，多用于抽象事物，如利益、团结等；养护：保养护理，包括进行管理、修理，多用于具体事物，如使建筑物、机器等维持良好状态。惩戒：给予处罚来使人警戒，语义侧重在“告诫”；惩罚：处罚、惩治，语义侧重在“给予处分或依法惩治”。3．下列句子中加点的成语使用不当的一项是A．当前，发达国家的不合理生产方式和过量的消费方式是人类环境持续恶化的罪魁祸首。B．热力学概念乍听起来有些深不可测，其实它们是我们所知道的最简单而又给人印象最深的科学概念。C．在任何方向上背景都一样的事实，对于它们而言毫不足怪。D．迄今为止，所有为世界末日设定的日期都杳无音讯地过去了。答案D解析杳无音讯：指远得不见踪影。可改为“无声无息”。4．填入下列横线处的句子，与上下文衔接最恰当的一组是近代的末日预言者为了避免尴尬，不为世界的末日设定日期。这些日期使股票市场下跌。虽然它使我百思不解，____________________。A．为何世界的终结会使人愿意用股票来换钱，假定你在世界末日什么也带不走的话B．为何世界的终结会使人愿意用股票来换钱，假定你也在世界末日带不走什么的话C．假定在世界末日你什么也不带走的话，为何会使人在世界的终结日愿意用股票来换钱D．假定你在世界末日也带不走什么的话，为何世界的终结会使人愿意用股票来换钱答案A解析根据句意判定。二、文本阅读18分阅读下面的文字，完成5～8题。即便我们知道了制约宇宙的有关定律，我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来。这是因为物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质。这表明方程可能是不稳定的：在某一时刻对系统作非常微小的改变，系统的未来行为很快会变得完全不同。例如，如果你稍微改变一下你旋转轮赌盘的方式，就会改变出来的数字。你在实际上不可能预言出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。在不稳定或混沌的系统中，一般地存在一个时间尺度，初始状态下的小改变在这个时间尺度将增长到两倍。在地球大气的情形下，这个时间尺度是五天的数量级，大约为空气绕地球吹一圈的时间。人们可以在五天之内作相当准确的天气预报，但是要做更长远得多的天气预报，就既需要大气现状的准确知识，又需要一种不可逾越的复杂计算。我们除了给出季度平均值以外，没有办法对六个月以后做具体的天气预报。我们还知道制约化学和生物的基本定律，这样在原则上，我们应能确定大脑如何工作。但是制约大脑的方程几乎肯定具有混沌行为，初始态的非常小的改变会导致非常不同的结果。这样，尽管我们知道制约人类行为的方程，但在实际上我们不能预言它。科学不能预言人类社会的未来或者甚至它有没有未来。其危险在于，我们毁坏或消灭环境的能力的增长比利用这种能力的智慧的增长快得太多了。宇宙的其他地方对于地球上发生的任何事物根本不在乎。绕着太阳公转的行星的运动似乎最终会变成混沌，尽管其时间尺度很长。这表明随着时间流逝，任何预言的误差都将越来越大。在一段时间之后，就不可能预言运动的细节。我们能相当地肯定，地球在相当长的时间内不会和金星相撞。但是我们不能肯定，在轨道上的微小扰动会不会积累起来，引起在十几亿年后发生这种碰撞。太阳和其他恒星绕着银河系的运动，以及银河系绕着其局部星系团的运动也是混沌的。我们观测到，其他星系正离开我们运动而去，而且它们离开我们越远，就离开得越快。这意味着我们周围的宇宙正在膨胀：不同星系间的距离随时间而增加。5．“如果你稍微改变一下你旋转轮赌盘的方式，就会改变出来的数字。你在实际上不可能预言出来的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。”这句比喻句说明了什么道理4分答案生动地说明了“即便我们知道了制约宇宙的有关定律，我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来”。“在某一时刻对系统作非常微小的改变，系统的未来行为很快会变得完全不同”。6．“在一段时间之后，就不可能预言运动的细节”与第二段中哪个内容相照应4分答案人们很难准确作出比五天更长远的天气预报。7．第四段中画横线的句子“我们能相当地肯定，地球在相当长的时间内不会和金星相撞。但是我们不能肯定，在轨道上的微小扰动会不会积累起来，引起在十几亿年后发生这种碰撞”，说明了什么道理6分答案随着时间的流逝，任何预言的误差将越来越大。8．作者为什么说“即便我们知道了制约宇宙的有关定律，我们仍然不能利用它们去预言遥远的未来”4分答案因为物理方程的解会呈现出一种称作混沌的性质，方程可能是不稳定的。三、课堂延伸20分阅读下面的文字，完成9～12题。史蒂芬·霍金①《时间简史——从大爆炸到黑洞》在全世界销量达1000万册，从1988年出版以来一直雄踞畅销书榜。也许阅读过它的大多数人并不能真正领会其中的科学成分，但它却毫无疑问地重新激起人们对神秘世界的好奇心。史蒂芬·霍金把他的书之大受欢迎归结为两个因素：一、人类对自身。霍金显然满足了这两种愿望。②8岁时霍金进入学校学习。在学校里，他喜欢古典音乐，喜欢名人写的精彩读物，喜欢讨论名人的事迹。比作业更重要的是他的英语填字游戏。他甚至和伙伴制造了一台逻辑单选计算机。同样，17岁的霍金在牛津大学学习时，他的兴趣是成为8人龙舟队的无畏舵手。但是广泛的兴趣并没有妨碍他进入剑桥大学攻读博士课程。③21岁的时候，霍金被疾病禁锢在轮椅上。他被确诊患有罕见的、不可治愈的运动神经病，当时医生说他只能活两年半。可怕的疾病使他的自由行动只能体现在几个手指上。他骨瘦如柴地躺在电动轮椅上，每次都要非常努力才能举起头来。在失声之前，他还能用非常微弱的变形的语言交谈，失声之后，他就只能借助电脑和语言合成器来表达自己的思想。他不能写字，看书必须依赖于一种翻书页的机器。阅读文献时，他必须让人将每一页推平在一张大办公桌上，然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读。在与疾病抗争的同时，霍金开始沉入对世界的思索：“是先有鸡，还是先有蛋宇宙有开端吗如果有的话，在此之前发生过什么宇宙从何处来，又往何处去”经过不懈的奋斗，霍金成为当代最重要的广义相对论家和宇宙论家。同时，经年累月，他粉碎了医生的预言，这个被医生断言即将死亡的病人不仅一直活了下来，甚至成立了家庭，并有了自己的三个孩子。人类中居然有以这般坚强意志追求终极真理的灵魂，人们不得不对霍金从内心产生深深的敬意。④然而，霍金的体力勇敢尚不及他的脑力勇气。对于爱因斯坦关于宇宙创生的名言“上帝不掷骰子[注]”，霍金的回答是：“爱因斯坦错了，上帝不仅掷骰子，而且有时候在看不见骰子的地方掷骰子。”霍金向爱因斯坦这位前辈伟人的相对论迈出批判的第一步。还有谁有胆量向爱因斯坦发起挑战他指出爱因斯坦的广义相对论将在所谓“大爆炸奇点”面前失效，因此将量子力学引入对宇宙诞生的探索，最终得到宇宙无始无终的结论，并创造出“虚时间”这一概念……材料英雄》潘涛编译，有大量删改【注】骰tóu子：一种游戏用具或赌具，形状为小立方体，六面分别刻有一至六个染有不同颜色的凹点，以投掷者所得点数决定胜负。9．请用本文语言解释句中加点的词语。4分21岁的时候，霍金被疾病禁锢在轮椅上。答：禁锢——__________________________________________________________答案自由行动只能体现在几个手指上。10．霍金把他的书之大受欢迎归结为两个因素，其中一个因素是“公众总是寻找英雄”。仔细阅读文章，请从霍金的经历与成就的角度，说说公众为什么把霍金视为“英雄”。6分答案霍金21岁的时候就被确诊患有罕见的、不可治愈的运动神经病，丧失了行动和语言功能，但是他在顽强地与病魔作斗争的同时，在科学的道路上不懈地探索，终于成为当代最重要的广义相对论家和宇宙论家，他的《时间简史》畅销世界，激起了人们对神秘世界的好奇心。所以他是公众心目中的英雄。11．“他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读”一句运用了什么修辞方法有何表达效果6分答案运用了比喻的修辞方法。一是形象地写出了霍金驱动轮椅阅读摊平在大办公桌上的文献时的艰难情状；二是生动地写出了霍金如饥似渴地汲取知识的精神面貌。12．文中表现了霍金哪些可贵的科学品质概括一下。4分答案拥有广泛的