《多层宇宙》教学大纲

《多层宇宙与前沿时空理论》课程教学大纲课程代码：000002341课程英文名称：MultipleUniversesandFrontierSpace-timeTheory讲课：实验：0上机：适用专业：全校各专业大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标“”是针对提高大学生对科学的兴趣及大学生科学素质而开设确的、科学的世界观。（二）知识、能力及技能方面的基本要求理解史蒂芬霍金等物理学家相关科学理论理解理论物理学和相关哲学的关系（三）实施说明观性。教学方式包括：课堂教学课外作业结课论文（四）对先修课的要求大学物理（五）对习题课、实践环节的要求课堂布置作业，学生课后查阅资料完成。（六）课程考核方式考核方式：考查考核目标：对宇宙，理论物理前沿及相关哲学的认知能力成绩构成：平时出勤、作业成绩占总成绩的70%结课论文成绩占总成绩的30%（七）参考书目《时间简史》，史蒂芬.霍金编，湖南科学技术出版社，2007.6《时间之箭》，柯文尼编，湖南科学技术出版社，2008.3二、中文摘要本门公共选修课讲解以史蒂芬霍金为代表的理论物理学家的前沿时空理论生真正了解我们生存的宇宙、世界。三、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1宇宙的图像222空间和时间223膨胀的宇宙224不确定性原理225基本粒子和基本自然力226黑洞模型227宇宙的起源和命运228时间箭头229虫洞和时间旅行2210物理学的统一2211观看资料片2212撰写结课论文2合计24四、教学内容及基本要求第1部分宇宙的图像总学时(单位:学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容：♘里士多德的宇宙模型、静止宇宙模型、哈伯望远镜的发现、广义相对论的宇宙等。重 点：当前理论对宇宙的认作 业：无第2部分空间和时间总学时(单位:学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容：人类对时空的认识历史、♘里士多德和伽利略的时空观、莫雷实验、光速不变原理、空间弯曲等。重 点：时空本性作 业：通过本节课的学习，讨论你对引力和空间弯曲的认识第3部分膨胀的宇宙总学时(单位:学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容：光的多普勒效应、背景辐射、宇宙的第一推动、空间各向同性等重 点：空间各向同性作 业：通过空间模型讨论地球是宇宙的中心这个看似荒谬的论题的正确性。第4部分不确定性原理总学时(单位:学时):2讲课:2实验:0上机:0量子的世界等。重 点：不确定原理本质作 业：谈谈你对科学宿命论和不确定原理的理解第5部分基本粒子和基本自然力总学时(单位:学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容：人类对物质世界最小单元认识的历史过程，当今物理学对微观粒子的认知、宇宙中的四种基本自然力等。重 点：四种基本自然力作 业：无第6部分黑洞模型总学时(单位:学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容：黑洞模型的研究历史过程、黑洞的产生和发现、黑洞和万有引力的关系、黑洞和空间弯曲的关系、黑洞的辐射、黑洞的现实意义等。重 点：黑洞和空间弯曲的关系作 业：讨论你对黑洞模型的理解第7部分宇宙的起源和命运总学时(单位:学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容：大爆炸奇点、大爆炸的过程、科学界对大爆炸的未解问题、人择原理等重 点：人择原理作 业：谈谈你对人择原理的理解。第8部分时间箭头总学时(单位:学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容：物理规律的时间对称性、熵值增大箭头、宇宙膨胀箭头、心理学箭头重 点：物质世界的熵作 业：无第9部分虫洞和时间旅行总学时(单位:学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容：空间弯曲和虫洞、站在不同立场看时空旅行、时空旅行的悖论解决、时间旅行的现实性、时间旅行者的自由意志等。重 点：时空旅行探作 业：无第10部分物理学的统一总学时(单位:学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容：科学理论的现状、统一理论是否存在的三种可能性等重 点：物理