人教课标实验版-必修三-第四单元-14 一名物理学家的教育历程 市赛一等奖

《一名物理学家的教育历程》导学案一、作者作品加来道雄博士，美籍日裔人，纽约城市大学研究生中心的理论物理学教授，世界著名物理学家、著名的科学畅销书作者，超弦理论的奠基人。他的著作都广受赞誉，《构想未来》《超越爱因斯坦和超空间》，他主持着一档全美国联网的科学广播节目，还在《晓闻热线》《60分钟》《早安美国》以及《拉里·金直播在线》之类的全美国性电视节目中亮相。他出版了包括《超越爱因斯坦》和《不可思议的物理》等科普书籍。加来道雄是当今高能物理和理论物理学中超弦理论的发明者之一，是国际知名的理论物理学与环境学者，他秉持着爱因斯坦的精神：探寻“所有事物的原理”加来道雄博士提出的“超弦理论”，虽然只是短短一个一英寸长的方程式，但也许就是解开宇宙之谜的第一把钥匙。相关知识

为了更好地理解课文，我们需要了解一些相关的理论物理学知识：

（1）统一场论

根据现代物理学知识，将我们的宇宙结合起来的力有四种：引力、电磁力、强核力和弱核力。物理学家运用量子力学，已经把后三种力统一起来（美籍华裔物理学家杨振宁和他的学生米尔斯提出杨一米尔斯场理论，解决了这一问题，被称为“标准模型”但是这一理论因为计算繁复无比而让人头疼），但是引力仍然游离在外，爱因斯坦毕终生之力想寻求四种力的统一，建立一个大一统的理论，最终也没有实现。

（2）高维空间

现代理论物理学认为，统一四种力的前景，在于高维空间（如十维或更高）理论的确立。比如对于古人来讲，风暴是怎样产生的，风暴会袭击什么地方，什么时候袭来，什么时候结束，他们是一无所知的。因为他们生活在平坦的大地上，只能靠肉眼从近似于二维平面的角度来观察，即使有简单的预报，也都是靠经验来推测的。现在有了气象卫星，从太空这样三维角度观察地球，在地面上看来神秘莫测的风暴被看得一清二楚，可以精准地预报风暴的动向。同样，理论物理学家认为，传统的四维（空间三维加上时间）理论太“小”，不能解释宇宙中的四种力。当他们超越四维而在更高维（如十维或更高）中寻求统一这四种力时，就能得到一种简单、漂亮的解决模型（科学家认为宇宙应该是简单、合谐的）。

高维空间理论认为，宇宙大爆炸后1043秒，十维宇宙分解成四维宇宙和六维宇宙，四维宇宙暴胀，经过近一百五十亿年，演变成今天我们生活的宇宙大爆炸后1035秒，大统一力分开。但是高维空间理论很难在实验室中得到证实，因为要模拟当时的环境，需要的能量太大，根本无法做到，所以现在高维空间理论只能是“理论”。

自主预习1、读准字音单音字斑斓（

）杜撰（）湮没（）惊诧（

）冥冥世界（

）令人目眩（

）鱼鳍（

）怪诞（

）撒手人寰（）刨根究底（

）多音字刨：刨地（páo）刨子（bào）湮：湮没（yān）湮同“洇”（yīn）词语辨析淹没湮没淹没：指大水漫过，也形容被声音盖过。湮没：指名声和成就被埋没。重要词语解释：畏葸：____________________________________________________反物质：__________________________________________________脉络梳理分：_______________________________________________分：_______________________________________________分：_______________________________________________探究案1、“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？2、作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？3、对爱因斯坦未竟事业的向往，是怎样启迪作者走上科学探索的道路的呢？4、本文三个主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵，可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要？延伸案金句银段——《》——《》——《》——《》写作金库重拾遗落的厚重中国的圣贤先哲大都强调一种格物致知的精神，认为做学问就要把它弄明白，搞透彻，不能浅尝辄止，似是而非，因而孔子韦编三绝而精通周易。今日之时，当商业化的文化如快餐般呈现在我们面前时，我们往往手足无措，我们确实失去了什么，也许就是文化的厚重感。现代人的生活节奏非常快，“浅阅读”同样是快节奏生活的产物，我们也许根本就无法空出时间来一次真正的阅读，更不用说研习经典了。但反思这种来也匆匆，去也匆匆的生活，我们不一定快乐，同时也失去了很多趣味，难道生活本身就这样吗？古代与现代的价值观念体系截然不同。古人专心做学问，对于贫困饥饿当真能安之若素。孔子有云：君子食无求饱，居无求安，敏于事而慎于言，可谓好学也矣。而今人则更多追求商业利益，一切以金钱为主，这就引发一系列的商业炒作以及学术丑闻，争论与批评过后，我们应该更深入地反思。失去了厚重的文化支撑，一个民族很难立足于世界。正如四大文明古国，除中国外其它三国的没落与衰亡，它们的衰亡归根到底是文化的缺失和没落。相反美国只有两百多年的建国历史却成为全球唯一的超级大国，这同样得益于民主自由的先进文化。当中华文明经历了数千载的传承后，能否在当代发扬光大，确实还有悬念。环顾我们周围的读物，十之八九是杂志，很少有人花费大量的时间去钻研一本名著。其实知识本身就需一个长期的理解与领悟后方可掌握，而钻研名著正是这样的过程，虽然艰涩难懂，但细细咀嚼后却别有一番滋味。那些厚重的经典名著不应该是图书馆书架上的陈列品，不应只是恭敬虔诚地仰望，它们应该真正走进我们的生活，成为我们的良师益友。学海无涯，学习本身就无法一蹴而就，这就需要我们具有毅力和持之以恒的精神，阅读厚重的书籍，感受厚重的文化，你也会变得厚重起来，腹有诗书气自华，越有学问，才会越有气质。文化快餐只能作为一种尝试，一种体验，它不能替代主食。重拾遗落的厚重，沉潜宁静，到知识的海洋中开拓一片全新的天地。重拾遗落的厚重，让民族有强大的精神支撑，我们会看到真正的崛起与复兴。第14课一位物理学家的教育历程答案自主预习1.（1）lánzhuànyānchàmíngxuànqídànhuánpáo3.畏葸：畏惧。反物质：由粒子组成的称为物质，由反粒子组成的被称为反物质。4.第一部分（第1段）：全文总纲，点明后面的写作内容。第二部分（2—11段）：主要叙述作者对鲤鱼世界的遐想。第三部分（第12—18段）：主要介绍了作者对爱因斯坦未竟事业的向往。合作探究1.①“水池之外看不见的世界没有科学意义。”②“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”——它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。③“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。④“鲤鱼科学”的“传奇故事”，真实地证明另一个世界的存在而它们却认为“胡说八道”，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律”。2.①人类“一生就在我们自己的‘池子’里度过”，只要“超出我们的理解力”的自然存在，他们就“拒绝承认”。②“科学家发明像力这样一些概念……”，是因为他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”，不肯改变思考问题的方式。③“不能在实验室里便利地验证”的理论，他们就加以“鄙视”，表现出思想上的保守和固执。3.对爱因斯坦未竟事业的向往，使作者产生对统一场理论的兴趣，好像侦探一样急于找到故事的线索和结局。理论物理学家的工作是抽象、枯燥的，受实验条件的限制，自己的学说很难得到实验的证明，甚至可能到死也得不到成就。4.①想象力。科学是需要想象