宇宙的未來（通用13篇）
宇宙的未來 篇1
［導學新概念］
宇宙是怎樣誕生的?它從何而來?又向哪里去?斯蒂芬·霍金教授寫的《時間簡史》給了我們這樣的回答：
我們現在生活的宇宙有自己的歷史起點，它大約誕生于150億年前，那時，宇宙只是一個點，不占有空間，也沒有時間的概念。在這一點發生了大爆炸，時間和空間從此開始，物質開始形成。
最初，宇宙的溫度極高，隨著時間的推移，空間越來越大，溫度越來越低，宇宙中的能量與物質不斷發生復雜的反應，逐漸形成星系。
空間繼續擴大、膨脹，直到今天，宇宙仍然在膨脹之中。
大約在距今50億年前，太陽形成。
大約在距今46億年前，地球形成。
宇宙繼續膨脹，將來也會膨脹，也許在膨脹到一定程度后，宇宙開始收縮，可能會收縮成一個點，一個不占有空間的點。到那時，時間結束。到底會不會這樣，現在還說不定。
大爆炸之前是怎么回事，不知道。永遠也無法知道。這就是大爆炸宇宙的基本理論。
《時間簡史》出版于1988年，是斯蒂芬·霍金1991年在劍橋大學的一次講演錄。本文重點是談作者對作出的科學預言，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語言上的幽默特點。
［資料顯示屏］
《時間簡史》出版（1988年）后，劍橋的應用數學和理論物理系的氣氛有了微妙的變化，不斷有世界各地的報刊的記者要求訪問霍金，在以后的兩年時間里，電視臺工作人員不時地占用大樓，他們要為這位世界上最著名的科學家拍一部有關他生活的記錄片。在不同的國家用不同的語言反復講述同一故事：霍金如何憑著自己的勇敢克服了身體的殘疾成為科學的巨人和新聞媒介的英雄。一批又一批的新聞記者訪問了霍金在西爾弗大街那凌亂的辦公室，并和這位公眾新近的英雄度過激動人心的時刻。
——《斯蒂芬·霍金的科學生涯》（英）
在中文里，“宇”是“上下四方”的意思，表示空間；“宙”是“古往今來”的意思，表示時間。宇宙的歷史，就是空間在時間上發展的過程，斯蒂芬·霍金以時間為序，研究我們所處的這個宇宙誕生、發展，以及它將來可能的狀況，因此，他把自己的書稱作《時間簡史》，實際上就是《宇宙簡史》。
——《少年版世界名人傳記·霍金傳》
斯蒂芬·霍金的工作是令人驚嘆的，可是有著如此偉大發現的人，卻是一個身患肌萎縮癥的病人，除了思想，他幾乎全身不能動彈，不能說話，頭向前垂落。正因為這點，他更加引起全世界人們的關注和尊敬。在他開始患病時，他意識到自己的生命行將結束，于是抓緊時間，全心投入，誰也沒想到他不僅活了下來，而且成果累累。他的成功，當然離不開他的天才，但那種不向厄運低頭的精神，是沒有人不敬佩的。由此可見，人的精神力量是難以想象的，一個人要有精神，一個民族也要依靠精神，精神的力量往往可以超越世上難以逾越的障礙。
——洪偉
［教學設計ABC］
設計A
一、導語 設計
1.可以從普通人對我們賴以生存的地球的關注導入 ，引出科學家對無限廣闊的宇宙的關注，從而引出霍金的。（這樣導入 意在強調科學家的責任感）
2可以從閱讀科技論文和科技說明文的目的（了解觀點，獲取知識）導入 ，直截了當地切入本文的基本觀點。（這樣導入 意在突出科技論文的閱讀方法）
以上兩種導入 都要直接切入文章的主體部分，不必分析全文結構。
二、過程設計
1過程：學生閱讀、討論、交流，教師指導、點撥、歸納。
2方法：學生——自由討論式，教師——點撥引導式。
3歸納：霍金對宇宙未來的預言主要有以下一些觀點：
（1）宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關，如果平均密度小于某個臨界值，它就會永遠膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結。
（2）在螺旋星系和星系團中應該存在有某種看不見的暗物質，它的引力吸引足以把高速旋轉的星系牢牢抓住，不至于使這些星系或星系團飛散開去。
（3）如果宇宙繼續膨脹下去，五十億年后，太陽將耗盡它的核燃料，變成一顆白矮星。在大約一百億年后，具有太陽質量的恒星將變成白矮星或中子星，具有更大質量的恒星會變成黑洞。
（4）黑洞中粒子的速度有可能超過光速逃出黑洞，只要有足夠長的時間，巨大的黑洞也可以“蒸發”掉。
（5）在星系或星系團之外，應該存在有足夠的暗物質，這些暗物質能使密度達到臨界值，從而可能會使宇宙最終坍縮。但這個時間肯定在一百五十億年之后。
4體會這篇演講詞幽默風趣的語言特點。
作為一篇關于宇宙未來的演講詞，本文的大量篇幅是較為嚴肅的科學話題，運用了好多專業術語，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語言，使得這樣一篇旨在說明科學道理的學術演講，讓人能夠在一種輕松愉快的氣氛中認真聽下去。這樣的語言是很多的，例如：“幸運的是，數人名看來要花很長的時間。”“你在實際上不可能預測出來數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”“即便宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預言，它至少在一百億年內不會停止膨脹。我預料那時自己不會留在世上被證明是錯的。”“如果暴漲理論是正確的，則宇宙實際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預言者的良好傳統，兩方下賭注，以保萬無一失。”
設計B
一、導語 設計
同設計A
二、過程設計
1初讀課文，找出一些關鍵詞語，把握文章大意。
從標題和開頭都可以看出文章要談的是對宇宙未來的預測，初讀文章就應該找出與這一預測有剮的關鍵詞語，最重要的應該有兩個：“膨脹”與“坍縮”，然后進一步找到與這兩個詞相剮聯的其他關鍵詞：“平均密度”和“暗物質”，即可基本把握文章大意。
2⒈細讀課文，弄清這些關鍵詞語之間的關系，把握作者的觀點。
作者的觀點是：宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關，如果平均密度小于某個臨界值，唆就會永遠膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結。事實上，現在的密度似乎非常接近與把坍縮和無限膨脹區分開來的臨界密度。但是膨脹還是坍縮，仍尚難定論。
3抓住生動的比喻，理解作者的觀點。
在闡明科學道理的時候，作者用了一些人們熟知的事例，有助于我們理解文章的觀點。如：“例如，如果你稍微改變一下你旋轉賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”
設計C
在學生讀完文章大致清楚所寫內容之后，可設計幾個問題，做較為深入的分析。
1文章內容是談對宇宙未來的預測，為什么開篇卻談巫師預言的尷尬、宗教預言的失敗?
2作者說將宇宙中的暗物質考慮在內，也遠遠達不到宇宙重新坍縮的臨界密度，據此則可預言宇宙會繼續無限地膨脹下去，為什么后文又說宇宙最終可能會坍縮?
3對，作者以為是可以預測呢，還是不可以預測?
討論分析清楚這些問題，就可較為準確地把握觀點。
宇宙的未來 篇2
(2003-01-02 10:51:31)
霍金
本文是霍金1991年1月在劍橋大學的一次講演錄。
這篇講演，從古代巫師的預言，談到近代宗教預言，再過渡到對宇宙未來的討論，主要探討了宇宙未來的兩種命運：一是繼續膨脹下去，一是收縮以至于坍縮成一個點。膨脹還是收縮，取決于宇宙的平均密度。運用天體物理學理論，對宇宙的未來作出科學的論斷，這是科學家與巫師不同之處。
節選自《霍金講演錄——黑洞、嬰兒宇宙及其他》(湖南科學技術出版社1995年版)。杜欣欣、吳忠超譯。史蒂芬·霍金，英國理論物理學家，1942年1月生于英國的牛津。先后在牛津大學物理系和劍橋大學物理系學習，23歲獲博士學位。21歲時，患上一種運動神經細胞病，以致全身不能動彈，不能說話。他身殘志堅，在大爆炸、黑洞等宇宙學理論上取得了舉世矚目的成就，被譽為當代的愛因斯坦。他的科普著作《時間簡史》在全世界行銷數千萬冊，極大地增進了人們對宇宙的認識。現任英國劍橋大學盧卡遜數學講座教授。本文是霍金1991年1月在劍橋大學的一次講演錄。
這篇講演的主題是宇宙的未來，或者不如說，科學家認為將來是什么樣子的。預言將來當然是非常困難的。我曾經起過一個念頭，要寫一本題為《昨天之明天：未來歷史》的書。它會是一部對未來預言的歷史，幾乎所有這些預言都是大錯特錯的。但是盡管有這些失敗，科學家仍然認為他們能預言未來。(盡管預言宇宙的未來有困難，但科學家仍未失去信心。)
在非常早的時代，預言未來是先知或者女巫的職責。這些通常是被毒藥或火山隙溢出的氣體弄得精神恍惚的女人。周圍的牧師把她們的咒語翻譯出來，而真正的技巧在于解釋。古希臘的德勒菲的著名巫師以模棱兩可而臭名昭著。當這些斯巴達人問道，在波斯人攻擊希臘時會發生什么時，這巫師回答道：要么斯巴達會被消滅，(古代巫師的預言，訣竅在于可以隨意作出解釋。)要么其國王會被殺害。我想這些牧師盤算，如果這些最終都沒有發生，則斯巴達就會對阿波羅太陽神如此之感恩戴德，以致忽視其巫師作錯預言的這個事實。事實上，國王在捍衛特莫皮拉隘道〔特莫皮拉隘道〕一般譯作“溫泉關”。公元前480年，波斯國王薛西斯一世率領大軍五十多萬、戰艦千艘，越過達達尼爾海峽，水陸兩路進犯希臘。斯巴達國王列奧尼達斯率領300名斯巴達士兵在溫泉關頑強抵抗波斯軍，全部戰死。波斯軍隊占領雅典，大肆焚掠。希波戰爭是希臘諸城邦反抗波斯侵略和壓迫的戰爭，最后以希臘的勝利而結束。的一次拯救斯巴達并最終擊敗波斯人的行動中喪生了。
另一次事件，利迪亞〔利迪亞〕一般譯作“呂底亞”，小亞細亞西部的奴隸制國家，在現在的土耳其境內。的國王克羅修斯〔克羅修斯〕一般譯作“克羅伊斯”，呂底亞的末代國王(約前560—前546年在位)。公元前546年，波斯國王居魯士攻破其首都薩狄斯，被俘。據說他是古代的巨富之一，他的名字已成為“富豪”的同義語。，這位世界上最富裕的人有一次問道：如果他侵略波斯的話會發生什么。其回答是：一個偉大的王國將會崩潰。克羅修斯以為這是指波斯帝國，殊不知正是他自己的王國要陷落，而他自己的下場是活活地在柴堆上受火刑。
近代的末日預言者為了避免尷尬，不為世界的末日設定日期。這些日期使股票市場下瀉。雖然它使我百思不解，為何世界的終結會使人愿意用股票來換錢，假定你在世界末日什么也帶不走的話。
迄今為止，所有為世界末日設定的日期都無聲無息地過去了。但是這些預言家經常為他們顯然的失敗找借口解釋。例如，第七日回歸的創建者威廉·米勒〔威廉·米勒〕(1782—1849)美國紐約州農民，近代基督復臨運動的創始人。從1831年起開始傳道，根據《但以理書》的某些章節推算出基督將于1843年或1844年3月21日第二次降臨，贏得了成千上萬的追隨者。預言雖然失敗，但該派仍堅持教義，并于1863年成立了基督復臨安息日會。預言，耶穌的第二次到來會在1843年3月21日至1844年3月21日間發生。在沒有發生這件事后，這個日期就修正為1844年10月22日。當這個日期通過又沒有發生什么事后，又提出了一種新的解釋。據說，1844年是第二次回歸的開始，但是首先要數出獲救者名單。只有數完了名單，審判日才降臨到那些不列在名單上的人。幸運的是，數人名看來要花很長的時間。
當然，科學預言也許并不比那些巫師或預言家的更可靠些。人們只要想到天氣預報就可以了。但是在某些情形下，我們認為可以做可靠的預言。宇宙在非常大的尺度下的未來，便是其中一個例子。
我們在過去的三百年間發現了制約在所有正常情形下物體的科學定律。我們仍然不知道制約在極端條件下物體的精確的定律。那些定律在理解宇宙如何起始方面很重要，但是它不影響宇宙的未來演化，除非直到宇宙坍縮成一種高密度的狀態。事實上，我們必須花費大量金錢建造巨大粒子加速器去檢驗這些高能定律，便是這些定律對現在宇宙的影響是多么微不足道的一個標志。
即便我們知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來。這是因為物理方程的解會呈現出一種稱作混沌的性質。這表明方程可能是不穩定的：在某一時刻對系統作非常微小的改變，系統的未來行為很快會變得完全不同。例如，如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。
在不穩定或混沌的系統中，一般地存在一個時間尺度，初始狀態下的小改變在這個時間尺度將增長到兩倍。在地球大氣的情形下，這個時間尺度是五天的數量級，大約為空氣繞地球吹一圈的時間。人們可以在五天之內作相當準確的天氣預報，但是要做更長遠得多的天氣預報，就既需要大氣現狀的準確知識，又需要一種不可逾越的復雜計算。我們除了給出季度平均值以外，沒有辦法對六個月以后作具體的天氣預報。
我們還知道制約化學和生物的基本定律，這樣在原則上，我們應能確定大腦如何工作。但是制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態的非常小的改變會導致非常不同的結果。這樣，盡管我們知道制約人類行為的方程，但在實際上我們不能預言它。科學不能預言人類社會的未來或者甚至它有沒有未來。其危險在于，我們毀壞或消滅環境的能力的增長比利用這種能力的智慧的增長快得太多了。
宇宙的其他地方對于地球上發生的任何事物根本不在乎。繞著太陽公轉的行星的運動似乎最終會變成混沌，盡管其時間尺度很長。這表明隨著時間流逝，任何預言的誤差將越來越大。在一段時間之后，就不可能預言運動的細節。我們能相當地肯定，地球在相當長的時間內不會和金星相撞。但是我們不能肯定，在軌道上的微小擾動會不會積累起來，引起在十幾億年后發生這種碰撞。太陽和其他恒星繞著銀河系的運動，以及銀河系繞著其局部星系團的運動也是混沌的。我們觀測到，其他星系正離開我們運動而去，而且它們離開我們越遠，就離開得越快。這意味著我們周圍的宇宙正在膨脹：不同星系間的距離隨時間而增加。
我們觀察到的從外空間來的微波輻射〔微波輻射〕指宇宙微波背景輻射，即來自宇宙空間背景上的各個方向同性的微波輻射，是宇宙之初“大爆炸”的余熱，溫度比開氏絕對零度高2.7度，習慣上稱為3K輻射。1965年美國科學家彭齊亞斯和威爾遜因共同發現宇宙微波背景輻射而獲1978年諾貝爾物理學獎。背景給出這種膨脹是平滑而非混沌的證據。你只要把你的電視調到一個空的頻道就能實際觀測到這個輻射。你在屏幕上看到的斑點的小部分是由太陽系外的微波引起的。這就是從微波爐得到的同類的輻射，但是要更微弱得多。它只能把食物加熱到絕對溫度〔絕對溫度〕即開氏溫度，1848年由英國物理學家開爾文(1824—1907)提出，1960年第十一屆國際計量大會規定熱力學溫度以開爾文為單位。開氏的零度稱為“絕對零度”，等于零下攝氏273.15度。③〔哥白尼(1473—1543)〕波蘭天文學家，太陽中心說的創立者，近代天文學的奠基人。的2.7度，所以不能用來溫熱你的外賣皮薩〔皮薩〕一種意大利式的餡餅。。人們認為這種輻射是熱的早期宇宙的殘余。但是它最使人印象深刻的是，從任何方向來的輻射量幾乎完全相同。宇宙背景探索者衛星已經非常精確地測量了這種輻射。從這些觀測繪出的天空圖可以顯示輻射的不同溫度。在不同方向上這些溫度不同，但是差別非常微小，只有十萬分之一。因為宇宙不是完全光滑的，存在諸如恒星、星系和星系團的局部無規性，所以從不同方向來的微波必須有些不同。但是，要和我們觀測到的局部無規性相協調，微波背景的變化不可能再小了。微波背景在所有方向上能夠相等到100 000分之99 999。
上古時代，人們以為地球是宇宙的中心。在任何方向上背景都一樣的事實，對于他們而言毫不足怪。然而，從哥白尼③時代開始，我們就被降級為繞著一顆非常平凡的恒星公轉的一顆行星，而該恒星又是繞著我們看得見的不過是一千億個星系中的一個典型星系的外邊緣公轉。我們現在是如此之謙和，我們不能聲稱任何在宇宙中的特殊地位。所以我們必須假定，在圍繞任何其他星系的任何方向的背景也是相同的。這只有在如果宇宙的平均密度以及膨脹率處處相同時才有可能。平均密度或膨脹率的大區域的任何變化都會使微波背景在不同方向上不同。這表明，宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的。因此我們可以預言宇宙遙遠的未來。
因為宇宙的膨脹是如此之均勻，所以人們可按照一個單獨的數，即兩個星系間的距離來描述它。現在這個距離在增大，但是人們預料不同星系之間的引力吸引正在降低這個膨脹率。如果宇宙的密度大于某個臨界值，引力吸引將最終使膨脹停止并使宇宙開始重新收縮。宇宙就會坍縮到一個大擠壓。這和起始宇宙的大爆炸相當相似。大擠壓是被稱作奇性的一個東西，是具有無限密度的狀態，物理定律在這種狀態下失效。這就表明即便在大擠壓之后存在事件，它們要發生什么也是不能預言的。但是若在事件之間不存在因果的連接，就沒有合理的方法說一個事件發生于另一個事件之后。也許人們可以說，我們的宇宙在大擠壓處終結，而任何發生在“之后”的事件都是另一個相分離的宇宙的部分。這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講，它是完全不同的個體。
如果宇宙的密度小于該臨界值，它將不會坍縮，而會繼續永遠膨脹下去。其密度在一段時間后會變得如此之低，引力吸引對于減緩膨脹沒有任何顯著的效應。星系們會繼續以恒常速度相互離開。
這樣，對于宇宙的未來其關鍵問題在于：平均密度是多少?如果它比臨界值小，宇宙就將永遠膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮，而時間本身就會在大擠壓處終結。然而，我比其他的末日預言者更占便宜。即便宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預言，它至少在一百億年內不會停止膨脹。我預料那時自己不會留在世上被證明是錯的。
我們可以從觀測來估計宇宙的平均密度。如果我們計算能看得見的恒星并把它們的質量相加，我們得到的，不到臨界值的百分之一左右。即使我們加上在宇宙中觀測到的氣體云的質量，它仍然只把總數加到臨界值的百分之一。然而，我們知道，宇宙還應該包含所謂的暗物質，即是我們不能直接觀測到的東西。暗物質的一個證據來自于螺旋星系。存在恒星和氣體的巨大的餅狀聚合體。我們觀測到它們圍繞著自己的中心旋轉。但是如果它們只包含我們觀測到的恒星和氣體，則旋轉速率就高到足以把它們甩開。必須存在某種看不見的物質形式，其引力吸引足以把這些旋轉的星系牢牢抓住。
暗物質的另一個證據來自于星系團。我們觀測到星系在整個空間中分布得不均勻，它們成團地集中在一起，其范圍從幾個星系直至幾百個星系。假定這些星系互相吸引成一組從而形成這些星系團。然而，我們可以測量這些星系團中的個別星系的運動速度。我們發現其速度是如此之高，要不是引力吸引把星系抓到一起，這些星系團就會飛散開去。所需要的質量比所有星系總質量都要大很多。這是在這種情形下估算的，即我們認為星系已具有在它們旋轉時把自己抓在一起的所需的質量。所以，在星系團中我們觀測到的星系以外必須存在額外的暗物質。
人們可以對我們具有確定證據的那些星系和星系團中的暗物質的量作一個相當可靠的估算。但是這個估算值仍然只達到要使宇宙重新坍縮的臨界質量的百分之十左右。這樣，如果我們僅僅依據觀測證據，則可預言宇宙會繼續無限地膨脹下去。再過五十億年左右，太陽將耗盡它的核燃料。它會腫脹成一顆所謂的紅巨星〔紅巨星〕光譜呈橙色、紅色的巨星稱為紅巨星。其形成是因為在恒星演化過程中，由于內部核燃料的耗盡，熱核反應的速率減弱，打破了引力與輻射壓之間的平衡，恒星的外殼開始燃燒膨脹。，直到它把地球和其他更鄰近的行星都吞沒。它最后會穩定成一顆只有幾千英里尺度的白矮星白矮星〕一類低光度、高溫度、高密度的簡并態恒星，是恒星演化的一種歸宿。當恒星經過紅巨星階段損失大量質量后，剩下的質量若小于1.44個太陽質量，這顆恒星就演化成白矮星。。我正在預言世界的結局，但這還不是。這個預言還不至于使股票市場過于沮喪。前面還有一兩個更緊迫的問題。無論如何，假定在太陽爆炸的時刻，我們還沒有把自己毀滅的話，我們應該已經掌握了恒星際旅行的技術。
在大約一百億年以后，宇宙中大多數恒星都已把燃料耗盡。大約具有太陽質量的恒星不是變成白矮星就是變成中子星〔中子星〕恒星在核能耗盡后，經過引力坍縮，依靠簡并中子的壓力與引力平衡形成的星體。，中子星比白矮星更小更緊致。具有更大質量的恒星會變成黑洞〔黑洞〕一種特殊的天體，是時間—空間的一個區域。它的基本特征是有一個封閉的視界。由于引力強大，就連光也不能從中逃逸出來，所以黑洞是看不見的。。黑洞還更小，并且具有強到使光線都不能逃逸的引力場。然而，這些殘留物仍然繼續繞著銀河系中心每一億年轉一圈。這些殘余物的相撞會使一些被拋到星系外面去。余下的會漸漸地在中心附近更近的軌道上穩定下來，并且最終會集中在一起，在星系的中心形成一顆巨大的黑洞。不管星系或星系團中的暗物質是什么，可以預料它們也會落進這些非常巨大的黑洞中去。
因此可以假定，星系或星系團中的大部分物體最后在黑洞里終結。然而，我在若干年以前發現，黑洞并不像被描繪的那樣黑。量子力學的不確定性原理〔量子力學的不確定性原理〕即德國物理學家海森伯(1901—1976)提出的測不準原理。它的量子力學意義是不能在同一個態中同時準確測量出粒子的位置和速度。講，粒子不可能同時具有定義很好的位置和定義很好的速度。粒子位置定義得越精確，則其速度就只能定義得越不精確，反之亦然。如果在一顆黑洞中有一顆粒子，它的位置在黑洞中被很好地定義，這意味著它的速度不能被精確地定義。所以粒子的速度就有可能超過光速，這就使得它能從黑洞逃逸出來，粒子和輻射就這么緩慢地從黑洞中泄漏出來。在一顆星系中心的巨大黑洞可有幾百萬英里的尺度。這樣，在它之內的粒子的位置就具有很大的不確定性。因此，粒子速度的不確定性就很小，這表明一顆粒子要花非常長的時間才能逃離黑洞。但是它最終是要逃離的。在一個星系中心的巨大黑洞可能花10(九十次方)年的時間蒸發掉并完全消失，也就是“1”后面跟90個“0”。這比宇宙現在的年齡要長得多，它是1010年，也就是“1”后面跟10個“0”。如果宇宙要永遠膨脹下去的話，仍然有大量的時間可供黑洞蒸發。
永遠膨脹下去的宇宙的未來相當乏味。但是一點也不能肯定宇宙是否會永遠膨脹。我們只有大約為使宇宙坍縮的需要密度十分之一的確定證據。然而，可能還有其他種類的暗物質，還未被我們探測到，它會使宇宙的平均密度達到或超過臨界值。這種附加的暗物質必須位于星系或星系團之外。否則的話，我們就應覺察到了它對星系旋轉或星系團中星系運動的效應。
為什么我們應該認為，也許存在足夠的暗物質，使宇宙最終坍縮呢?為什么我們不能只相信我們已有確定證據的物質呢?其理由在于，哪怕宇宙現在只具有十分之一的臨界密度，都需要不可思議地仔細選取初始的密度和膨脹率。如果在大爆炸后一秒鐘宇宙的密度大了一萬億分之一，宇宙就會在十年后坍縮。另一方面，如果那時宇宙的密度小了同一個量，宇宙在大約十年后就變成基本上空無一物。
宇宙的初始密度為什么被這么仔細地選取呢?也許存在某種原因，使得宇宙必須剛好具有臨界密度。看來可能存在兩種解釋。一種是所謂的人擇原理，它可被重述如下：宇宙之所以是這種樣子，是因為否則的話，我們就不會在這里觀測它。其思想是，可能存在許多具有不同密度的不同宇宙。只有那些非常接近臨界密度的能存活得足夠久并包含足夠形成恒星和行星的物質。只有在那些宇宙中才有智慧生物去詰問這樣的問題：密度為什么這么接近于臨界密度?如果這就是宇宙現在密度的解釋，則沒有理由去相信宇宙包含有比我們已探測到的更多物質。十分之一的臨界密度對于星系和恒星的形成已經足夠。
然而，許多人不喜歡人擇原理，因為它似乎太倚重于我們自身的存在。這樣就有人對為何密度應這么接近于臨界值尋求另外可能的解釋。這種探索導致極早期宇宙的暴漲理論。其思想是宇宙的尺度曾經不斷地加倍過，正如在遭受極端通貨膨脹的國家每隔幾個月價格就加倍一樣。然而，宇宙的暴漲更迅猛更極端得多：在一個微小的暴漲中尺度的至少一千億億億倍的增加，會使宇宙這么接近于準確的臨界密度，以至于現在仍然非常接近于臨界密度。這樣，如果暴漲理論是正確的，宇宙就應包含足夠的暗物質，使得密度達到臨界值。這意味著，宇宙最終可能會坍縮，但是這個時間不會比迄今已經膨脹過的一百五十億年左右長太多。
現在小結如下：科學家相信宇宙受定義很好的定律制約，這些定律在原則上允許人們去預言將來。但是定律給出的運動通常是混沌的。這意味著初始狀態的微小變化會導致后續行為的快速增大的改變。這樣，人們在實際上經常只能對未來相當短的時間作準確的預言。然而，宇宙大尺度的行為似乎是簡單的，而不是混沌的。所以，人們可以預言，宇宙將永遠膨脹下去呢，還是最終將會坍縮。這要按照宇宙的現有密度而定。事實上，現在密度似乎非常接近于把坍縮和無限膨脹區分開來的臨界密度。如果暴漲理論是正確的，則宇宙實際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預言者的良好傳統，兩方下賭注，以保萬無一失。〖〗宇宙局部運動的混沌狀態，不妨礙對它的宏觀預測。但宇宙的未來是膨脹還是坍縮，尚難定論。
練習
一 本文在論述過程中，常常用一些生動的比喻來說明事理。下列兩個比喻，各自說明了什么道理?
1.例如，如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。
2.這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講，它是完全不同的個體。
二 根據作者的論述，我們目前所能看到的宇宙物質最多是“臨界值”的百分之一，似乎不足以使宇宙坍縮。然而作者又指出，“也許存在足夠的暗物質，使宇宙最終坍縮”。宇宙中存在暗物質的證據是什么?作者又列舉了哪兩種假說，說明現在的宇宙密度可能就在臨界狀態?
三 這篇文章的語言幽默風趣，在說明科學道理的同時，創造出一種輕松愉快的氣氛，體現了演講詞的特點。試舉出三個例子，分析其表達效果。
宇宙的未來 篇3
學習目標 1、學習本文生動、幽默的演講風格，感受語言的幽默生動帶來的親和力和輕松感。
2、感受科學精神，增進科學素養，培養科學思辨能力和愛科學、用科學的熱情。
學習重點 學習本文生動、幽默的演講風格，感受語言的幽默生動帶來的親和力和輕松感。
學習難點 準確地感知和理解文中重要語句。
學習課時 一課時
學習方法 自主、合作、探究
知識鏈接：
這篇演講稿的特色：
1、生動的導引
這篇科技論文是演講辭，具有演講的特點。預言宇宙的未來，雖然是一個嚴肅的科學話題。但如果就事論事，很容易枯燥乏味。演講需要激起聽眾的興趣。演講者從古代的巫術和近代的宗教預言談起，既增加了趣味性，又深化了講演的主題──在與巫術的對比中，更顯出了科學的求實精神。
2、嚴謹的推理
作為一篇科學演講，其最終目的是讓人信服。本文嚴謹的推理，增強了說服力。宇宙雖然復雜，但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是決定其命運的關鍵，然而，確定這一點非常不易。演講者從可見物質談到暗物質，從成熟的理論談到科學假說，把問題講得透徹明白。沒有作出一個明確的預言，也說明了演講者嚴謹的科學態度。
3、幽默的語言
演講是面對面的交流，這種交流是單向的，如果不注意演講的語言藝術，就達不到最佳的表達效果。這篇演講語言幽默，創造出一種輕松愉快的氣氛，使所論述的問題更易于為聽眾接受。如，文中有一段話說：“我比其他的末日預言者更占便宜。即使宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預言，它至少在一百億年內不會停止膨脹。我預料那時自己不會留在世上被證明是錯的。”以揭示自己“自私”的心理表示幽默，同時傳達出重要的信息：宇宙“至少在一百億年內不會停止膨脹”。
預習檢測：
1、下列詞語的注音、解釋全正確的一項是（ ）
a 混沌（húndùn）：我國傳說中指宇宙形成以前模糊一團的景象。
尷尬（gāngà）：神色、態度）不自然。
b 詰問（jiéwèn）：反問
倚重（yǐzhòng)：倚靠，器重。
c 三昧（sānwěi）：指心神專注而不散亂。
比薩（bíshā）：一種意大利式餡餅。
d告罄（gàoxìng）：指能源枯竭。
黑洞（hēidòng）：一種特殊的天體。
2、下列詞語中沒有錯別字的一組是（ ）
a 別出心裁 映入眼簾 贊嘆不已 如煙似霧
b 明察秋毫 幅圓廣闊 輕而易舉 瞬息萬變
c 瞻養父母 歸根到底 晶瑩透明 模棱兩可
d 推陳出新 疏疏朗朗 因地治宜 臭名昭著
3、作者及其相關內容：
霍金，英國 學家。其作品《 》在全世界行銷千萬冊，本文是霍金在1991年1月在 的一次演講。
學習內容：
整體感知
1、課文談的內容要點是什么？
2、這篇演講稿的結構思路怎樣？
合作探究
1、作者在第一段中為什么說“即便我們知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去語言遙遠的未來”？原因分析錯誤的一項是（ ）
a.物理方程的解會呈現出一種稱作混沌的性質。
b.方程可能是不穩定的。
c.制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態的非常小的改變會導致非常不同的結果。
d.我們只是對宇宙的有關定律有所了解，缺乏深入的研究。
2、為什么科學“不能預言人類社會的未來”，卻“可以預言宇宙遙遠的未來”（ ）
a.因為前者是混沌的，不確定的；而“宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的。因此我們可以預言宇宙遙遠的未來”。
b.人類社會的未來是復雜的，而宇宙的行為在非常大尺度下是混沌的。
c.因為前者是確定的，所以預言困難；而“宇宙的行為在非常大尺度下是混沌的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來”。
d.人來社會的未來根本就無法語言的，因為方程是唯一的，宇宙的行為在非常大尺度下是有規律的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來。
3、下列對作者對宇宙的未來的預言與巫師、宗教預言家對人類社會未來的預言的說法錯誤的一項是（ ）
a.作者的預言是有科學根據的，是運用天體物理學理論進行的科學推測、科學預言。
b.巫師、宗教預言家的預言是沒有科學根據可言的。
c.因為制約大腦的方程式混沌的，所以.巫師、宗教預言家對人類社會的預言注定就是荒唐的。
d.作者對宇宙的未來的預言與巫師、宗教預言家對人類社會未來的預言，就本質來說，沒有區別，因為人類社會的未來根本就是無法預言的。
4、本文在論述過程中，常常用一些生動的修辭方法來說明事理。對此，下列說法不正確的一項是（ ）
a.“例如，如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”這個比喻生動地說明了“即便我們知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來”。
b.“這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢？人們可以同樣地講，它是完全不同的個體。”用這個比喻形象地說明宇宙在大擠壓處終結后，并不是任何發生在“之后”的事件都是另一個相分離的宇宙的部分。
c.“宇宙的其他地方對于地球上發生的任何事物根本不在乎。”用擬人的手法說明在一段時間之后，就不可能預言運動的細節。
d.“在地球大氣的情形下，這個時間尺度是五天的數量級，大約為空氣繞地球吹一圈的時間。”用擬人的手法形象地說明人們沒有辦法對具體的天氣情況作出準確的預報。
5、這篇文章語言幽默風趣，在說明科學道理的同時，創造出一種輕松愉快的氣氛，體現了演講詞的特點。試舉出例子，分析其表達效果。
拓展延伸
6、霍金的中國學生吳忠超教授這樣介紹史蒂芬•霍金：在相對論和引力論領域，霍金是繼愛因斯坦之后最偉大的代表人物。他的第一項工作是和彭羅斯一起證明了廣義相對論的奇性定理；第二項工作是創立了黑洞物理理論，其中有黑洞的無毛定理和黑洞視界面積增加定理；第三項工作是研究極早期宇宙和宇宙的創生，其量子宇宙學使人們單獨地從科學定律即能預言出宇宙中的一切。而他所有這些成就都是在他患盧伽雷病(肌肉萎縮性側面硬化病)后的40年間所做的。在科學史上有許多殘疾科學家，但是像霍金這樣殘疾到這種程度的則絕無僅有——21歲就患病，幾十年被禁錮在特制的輪椅上，全身只有三個手指能活動，不能講話，與人交談要靠計算機合成語言，有了新的想法也只能通過三個手指“敲擊”進語言合成器里保存……可就是這樣一個重度殘疾的人，卻把研究的目標直指浩瀚的宇宙。
在《果殼中的宇宙》一書中，霍金引用了莎士比亞戲劇《哈姆雷特》里一句充滿詩意的臺詞：“我即使被關在果殼里，仍自以為是無限空間之王!”這句臺詞形象地道出了霍金的崇高精神追求，使人們親眼看到了“果殼”中的那個挑戰命運的不屈的靈魂。他曾說：“只要有智慧和精神在，沒有什么能打倒自己。身體的健康固然重要，心靈的健康也會給你無窮的力量。”在少年霍金的心中，崇拜的不是歌星或球星，而是貝特朗•羅素，一位不知疲倦的思想家、哲學家和科學家。
那么你呢?你怎么看待霍金?十年前，一家青少年調查機構調查出我國中學生最崇拜的人物是歌星劉德華、影星劉曉慶、球星貝利，“三星高照”。你又怎樣看待這一現象?
答：
7、讀下列與作者有關的短文，然后思考問題。
霍金是一位偉大的科學家。人們對他的敬重，不僅在于他在理論物理方面的巨大貢獻，還在于他對人類的這些貢獻，是在身患絕癥、全身癱瘓的情況下作出來的。一見到霍金的名字，不禁使人想到了高士其。
對于現在的青少年來說，高士其的名字很可能是陌生的，但對于上世紀五六十年代的青少年來說，高士其可是一個響當當的名字。“高士其”三個字頻頻出現在報刊電臺和中小學的課本上，如果要說偶像，高士其可是那個時代許多青少年心目中的偶像。
霍金與高士其，兩人何其相似乃爾！
其一，他們都是科學家。
其二，他們都是身患絕癥，全身癱瘓的科學家。
1927年，高士其入芝加哥大學醫學研究院攻讀細菌學，次年，在實驗時不慎，受甲型腦炎病毒感染，留下嚴重后遺癥，后來病情不斷加重，造成全身癱瘓。那一年，高士其23歲。
1962年，霍金從英國牛津大學畢業到劍橋大學讀研究生，也是在“次年”，體檢時，被確診患上了 “肌萎縮性脊髓索硬化”這一無法治愈的疾病，后來，身體每況愈下，以致全身癱瘓。那一年，霍金才21歲。
其三，他們的科學研究，都是在身體致殘以后，在常人難以想象的極為艱難的情況進行的。
高士其致殘后，他仍以超人的毅力，堅持學完了細菌學博士研究生的全部課程。回國后，他的工作的重心轉到了科普創作上。他的手癱瘓后，筆握不住了，甚至連說話也困難，即使在這種情況下，他仍然堅持創作。他先打好腹稿，然后艱難地發出模糊的喉音‘嗯嗯、喔喔’，一個字一個字地口述，由秘書、妻子和護士記錄整理。有時為了弄清一個字，往往要反復哼二十幾遍，記下一段話，要用半天時間……
霍金致殘并癱瘓后，再也無法用自己的聲音表述他的思想，只能借助3個手指操縱按鈕輸入要說的話，再經由語言合成器發出聲音，他的演講，就是采用這樣一種常人無法想象的困難方式進行的。平常，霍金看書必須依賴翻書頁的機器，讀文獻時需要請人將每一頁都攤在大桌子上，然后驅動輪椅如蠶吃桑葉般地逐頁閱讀；寫作則是以平均一分鐘輸入10個單詞的“慢”速度進行……
最終，他們都取得了令人矚目的成就。
(1)從這兩人身上，你看到了什么精神品質？
答：
（2）從這兩人的故事中，你受到什么啟發？
答：
學習小結
達標檢測
閱讀下面的文字，完成后面題目。
觀測宇宙的新窗口
人類最早用眼睛觀察宇宙，后來出現了光學望遠鏡，增加了觀測的距離，射電、紅外、紫外、x—射線、γ射線等望遠鏡的出現，擴展了觀測宇宙的視野、然而，所有這些觀測手段的基礎，都是接受來自天體的電磁輻射，對于某些缺乏電磁輻射的“暗”天體，我們就會視而不見，引力波探測可以彌補這一缺陷。由于天體都具有質量，因而只要探測器足夠靈敏。它們的運動都可由于輻射引力波而被檢測。預期中的黑洞就是一個例子。黑洞不輻射電磁波，而它們的產生和碰撞都將輻射出強烈的引力波。歷史上每一新的探測工具的使用，都伴隨著重大的天文學發現，如射電望遠鏡“看”到了中子星，宇宙微波背景觀測發現3k宇宙背景輻射。可以預測，由于引力波攜帶著天體運動的大量原始信息，引力波探測也將在宇宙觀測上有新的發觀，引力波探測器將成為研究天然物理學的有力工具。這一前景激發了天體引力波源的研究熱潮，極大地推動了天文學和天體物理學的進展。1992年物理學諾貝爾獎得主是美國的j. taylor和r. hulse，得獎原因是他們對脈沖雙星psrl913+16的發現和研究。這是一個罕見的雙脈沖系統，距離地球1. 5萬光年，軌道偏心率大(～0. 6)，由于不對稱性和高速的軌道運動而有強烈的引力輻射，輻射的能量損失使軌道周期變短. 從1974年開始，經過十多年觀測，得出軌道周期率為(-2. 452±10)-1288-1。相當于每年變化0.7秒。這與根據廣義相對論引力輻射理論的預期十分準確地符合。這一觀測，成為存在引力輻射的第一間接觀測證據。
人們對引力波探測的興趣，還在于這一探測對人類認識自然的重要作用。從物理學角度看，既然各種引力理論都預言了引力波的存在，并賦予它們以不同的特征(如傳播速度，偏震，能量輻射方式等)。引力波探測的結果將有助于區分理論的正確與否，從而推動理論研究的進展，對引力波性質的深入了解，有助于引力場量子化學的理論研究，從而為大統一理論做出貢獻。
由于引力波探測需要大量高精儀器和技術，探測的要求將促進這些技術的發展，超導量子干涉器(squid)和大功率釔鋁石榴激光器(nd：yag)就是例子。
……
經過20世紀前40年的努力，以愛因斯坦為代表的學術先驅建立了引力波的理論體系；以韋伯為代表的科技界從60年代開始了引力波的實驗探測，達到理論上檢驗靈敏度要求的引力波探測器可望在20世紀末建成。將近百年的不懈努力，反映了人們追求真知的熱忱。人們期望20世紀末建成的激光引力波探測器，在21世紀的頭十年取得突破，在地球上首次測到引力波訊號。
更多的引力波訊號的獲得將極大地開闊人類的宇宙視野，對獲得的引力波訊號特性的分析將促進人類對引力本質的認識。有人認為，人類一旦掌握了引力波，所導致的社會效應將可與人類掌握電磁波相類比。由于引力波具有極強的穿透力，作為宇宙間的通訊工具將具有無與倫比的優勢。
也許最新的探測器仍未能發現引力波的“芳蹤”。那么，這將是對現有引力理論，特別是廣義相對論的極大挑戰，新的理論必將出現。作為近代科技前沿研究的引力波探測熱潮，在世紀之交的時刻，由于面臨突破而更加“熱”了。近百年的努力使人們充分認識到這一任務的艱巨性，需要各國科學家的共同努力。科學家們在這方面已建立起良好的合作關系，新的突破，將是共同努力的結晶，這也是引力波探測的一個特點。
(節選自胡斯科《引力波探測》)
1、根據文意，下列對引力波探測器的說明，錯誤的一項是( )
a. 歷史上每一新的探測工具的使用，都伴隨著重大的天文學發現。可以預測，由于引力波攜帶著天體運動的大量原始信息，引力波探測也將在宇宙觀測上有新的發現，引力波探測器將成為研究天體物理學的有力工具。
b. 達到理論上檢驗靈敏度要求的引力波探測器已經在20世紀末建成。
c. 人們期望20世紀末建成的激光引力波探測器在21世紀的頭十年取得突破，使在地球上首次測到引力波的訊號成為可能。
d. 有可能最新的探測器即引力波探測器仍未能發現引力波的“芳蹤”。
2、根據文意，關于引力波探測的說明，正確的一項是( )
a. 人們對引力波探測的興趣，關鍵在于這一探測對人類認識自然的重要作用。
b. 引力波探測的實施將有助于區分理論的正確與否，從而推動理論研究的進展。
c. 對引力波性質的深入了解，有助于引力場量子化學的實驗研究，從而為大統一理論做出貢獻。
d. 引力波探測可以彌補我們對于某些缺乏電磁輻射的“暗”天體視而不見這一缺陷。
3、下列理解符合原文意思的一項是( )
a. 引力波的理論體系的建立，是在經過20世紀前40年的努力，由以愛因斯坦為代表的學術先驅完成的。
b. 在地球上首次測到引力波的訊號的時間在21世紀的頭十年。
c. 宇宙間的通訊工具中具有無與倫比的優勢的就是具有極強的穿透力的引力波探測器。
d. 作為近代科技前沿研究的引力波探測熱潮，在世紀之交的時刻，由于更加“熱”了而面臨突破。
4、根據本文提供的信息，以下推斷錯誤的一項是( )
a. 與增加了觀測距離的光學望遠鏡，擴展了觀測宇宙的視野的射電、紅外、紫外、x—射線、γ射線等望遠鏡相比，引力波探測器將成為觀測宇宙的新工具，并將為人們提供觀測宇宙的新窗口。
b. 美國的j. taylor和r. hulse發現并研究了脈沖雙星psrl913+16這個罕見的雙脈沖系統，經過十多年觀測，得出軌道周期率為(-2. 452±10)-1288-1，相當于每年變化0. 7秒，這一觀測，成為存在引力輻射的第一間接觀測證據。這也表明，目前還沒有證明引力輻射的直接觀測證據。
c.從物理學角度看，既然各種引力理論都預言了引力波的存在，并賦予它們以不同的特征(如傳播速度，偏震，能量輻射方式等)，引力波探測的結果將有助于區分理論的正確與否，從而推動理論研究的進展，對引力波性質的深入了解，有助于引力場量子化學的理論研究，從而為各種假想理論的統一做出貢獻。
d. 如果最新的探測器仍未能發現引力波的“芳蹤”，那么，這將是對現有引力理論，特別中廣義相對論的極大挑戰；如果這個挑戰成功，新的理論必將出現。
選做題
1、下列加點成語使用不當的一項是（ ）
a 當前，發達國家的不合理生產方式和過量的消費方式是人類環境持續惡化的罪魁禍首。
b 熱力學概念乍聽起來有些深不可測，其實它們是我們所知道的最簡單而又給人印象最深的科學概念。
c 在任何方向上背景都一樣的事實，對于它們而言毫不足怪。
d 迄今為止，所有為世界末日設定的日期都杳無音訊地過去了。
2、下列句子中，沒有語病的一句是（ ）
a.“伊斯蘭祈禱團”也是一個恐怖組織，如果任其發展蔓延，勢必對東南亞不夠穩定的社會局面構成威脅。
b.xx大報告進一步強調了實施科教興國戰略在現代化建設中的重要作用，提出了新時期教育工作的目標、任務、方針和要求，為開創教育事業的新局面指明了方向。
c.為了做好促進青年就業和再就業，各級共青團組織面臨的任務還很艱巨還有大量的工作要做。
d.“國家基礎教育資源庫”具有強大的開放性和兼容性，實現了國內外教育資源共享和國內教育資源庫建設新思路。
3、依次填入下列兩句中橫線處的語句，與上下文語意連貫的一組是（ ）
⑴泉上有橋泉邊有樓，橋是竹橋，樓是木樓，__________，竹與竹撞擊，發出蕭蕭瑟瑟的聲音。
⑵我認為，一切已經成功的企業和成功的人士，都是創業者努力“顛覆”的目標，因此，要鼓勵大家去___________，而不是去敬仰和朝圣。
①海風從山隙處吹過來，樓前植竹 ②樓前植竹，海風從山隙處吹過來
③挑戰微軟、挑戰聯想、挑戰海爾 ④挑戰海爾、挑戰聯想、挑戰微軟
a.① ③ b.② ④ c.① ④ d.② ③
4、本文在論述過程中，常常用一些生動的比喻來說明事理。下列兩個比喻句各自說明了什么道理?
①“例如，如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”
答：
②“這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講，它是完全不同的生命。”
答：
學習反思
宇宙的未來 篇4
一、內容及其解析
本節課要學的內容《宇宙的未來》指的是著名量子物理學家霍金的自然科學小論文，是一篇科學論文，其核心是對宇宙的未來進行科學預測的主要觀點和推論。學生已經在本單元學過這類文章，本節課的內容只是前兩課的鞏固。因為它關系到學生的科學探索精神的培養和高考作文素材的積累，所以它在本學科中處于一般地位，有培養學生科學探索精神和積累寫作素材的作用。教學的重點是理解文章主要的觀點和推論，理解霍金對科學的執著態度，感受作者的科學精神，增進自己的科學素養。其中解決重點的關鍵是要讓學生找出體現觀點和推論的句子，并由此理清思路，把握作品的主旨。
二、目標及其解析
1、目標定位：a.理解文章主要的觀點和推論。
b.把握文章幽默、風趣的語言特點。
c.理解霍金對科學的執著態度。
d.感受作者的科學精神，增進自己的科學素養。
2、目標解析：a.理解就是要用理性的心態、辯證的思維去思考、推斷作者的觀點，認識作者追求科學的態度。
b.把握就是要在品味作品語言的基礎上掌握其風格特點，學會比喻論證等論證方法，并能運用于寫作之中。
c.感受就是要感覺到作者從事科學研究的極端困難，并受到鼓舞。
三、問題診斷及其分析
在本節課的教學中，學生可能遇到的困難是本文專業性強，歐化語言明顯，閱讀起來非常吃力，難讀、難懂。產生這一困難的原因是高考試卷上的科技說明文、科技論文只有三四段，考生讀起來已經非常吃力，而這里卻有整整26段，是前者的六七倍。要解決這一困難，一方面要讓學生充分閱讀，自主探究，但同時也要積極發揮教師的引導作用，將學生由淺入深地引導下去。其中關鍵是要告訴學生運用不求甚解的讀書方法，化繁為簡。
四、教學支持條件分析
為了加深學生對宇宙的感性認識和對宇宙大爆炸的了解，本節課準備使用多媒體，播放太陽系模型、有關宇宙整體情況的視頻資料、霍金演講視頻資料。
五、教學過程設計
（一）導入
在當今世界的自然科學領域，能夠和愛因斯坦比肩的人物恐怕應當首推史蒂芬•霍金了，他不但做出了輝煌的科學成就，其堅強的意志品質也深深地感染著我們，我們今天就來學習他的一篇演說辭《宇宙的未來》（板書課題）。
仰望燦爛的星空，我們會肅然起敬，產生無窮無盡的聯想和想像。從古到今，人們對于宇宙的猜測和探索從來也沒有停止過。如屈原在《天問》里就發出了一系列的探問：“遂古之初，誰傳道之？上下未形，何由考之？……九天之際，安放安屬？隅隈多有，誰知其數？天何所沓？十二焉分？日月安屬？列星安陳？出自湯谷，次于蒙汜，自明及晦，所行幾里？”中國古代的宇宙學有渾天說、蓋天說、宣夜說等，西方有日心說、地心說等。然而直到20世紀誕生現代宇宙學，人們對宇宙的認識才有了根本性的突破。本文作者是當代著名的理論物理學家，他以“宇宙的未來”這樣玄而又玄的話題在劍橋大學作講演，對我們認識宇宙有哪些啟示呢？
（二）作者介紹
斯蒂芬.霍金，是本世紀享有國際盛譽的偉人之一，現年60多歲，出生于伽利略逝世周年紀念日，劍橋大學應用數學及理論物理學系教授，當代最重要的廣義相對論和宇宙論家。70年代他與彭羅斯一道證明了著名的奇性定理，為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。他因此被譽為繼愛因斯坦之后世界上最著名的科學思想家和最杰出的理論物理學家”。他還證明了黑洞的面積定理。他擔任的職務是劍橋大學有史以來最為崇高的教授職務，那是牛頓和狄拉克擔任過的盧卡遜數學教授。他擁有幾個榮譽學位，是皇家學會會員。他因患盧伽雷氏癥（肌萎縮性側索硬化癥），禁錮在一張輪椅上達20年之久，他卻身殘志不殘，使之化為優勢，克服了殘廢之患而成為國際物理界的超新星。他不能寫，甚至口齒不清，但他超越了相對論、量子力學、大爆炸等理論而邁入創造宇宙的“幾何之舞”。盡管他那么無助地坐在輪椅上，他的思想卻出色地遨游到廣袤的時空，解開了宇宙之謎。
霍金教授也是現代科普小說家，他的代表作是1988年撰寫的《時間簡史》，這是一篇優秀的天文科普小說。作者想象豐富，構思奇妙，語言優美，字字珠璣，更讓人咋驚世界之外，未來之變，是這樣的神奇和美妙。這本書至今累計發行量已達2500萬冊，被譯成近 40種語言。1992年耗資350萬英鎊的同名電影問世。霍金堅信關于宇宙的起源和生命的基本理念可以不用數學來表達，世人應當可以通過電影——這一視聽媒介來了解他那深奧莫測的學說。本書是關于探索時間本質和宇宙最前沿的通俗讀物，是一本當代有關宇宙科學思想最重要的經典著作，它改變了人類對宇宙的觀念。本書一出版 即在全世界引起巨大反響。《時間簡史》對我們這些喜用言語表達甚于方程表達的讀者而言是一本里程碑式的佳書。它長于一個對人類思想有接觸貢獻者之手，這是一本對知識無限追求之作，是對時空本質之謎不懈探討之作。
（三）正音識字辨義
1、識讀字音
恍huǎng惚 尷尬gāngà 混飩hùndùn 坍tān縮 迄qì今 沮jǔ喪
告罄qìng 不可逾yú越 臭名昭zhāo著 模棱léng兩可
2、字形辨析
沮：沮喪 棱 ：模棱兩可 沌：混沌 輻：輻射
咀：咀嚼 凌：凌云壯志 燉：清燉 幅：幅員
3、分辨詞義
限制•制約
限制：①規定范圍，不許超過；②規定的范圍。
制約：甲事物本身的存在和變化以乙事物的存在和變化為條件，則甲事物為乙事物所制約。
效果•結果
效果：①由某種力量、做法或因素產生的結果（多指好的）；②指演出時人工制造的風雨聲、槍炮聲（音響交果）和日出、下雪（光影效果）等。
結果：在一定階段，事物發展所達到的最后狀態。
尋求•尋覓
尋求：尋找追求。尋覓：尋找。
探究•探索
探究：探索研究，探詢追究。探索：多方尋求答案，解決疑問。
（4）理解詞義
咒語：信仰某些宗教的人以為念著可以除災或降災的語句，或者是希望人不順利的話。
崩潰：完全破壞；垮臺。
輻射：①從中心向各個方向沿著直線伸展出去；②熱的傳播方式的一種，從熱源沿直線向四周發散出去。
坍縮：指山坡、河岸、建筑物或堆積的東西倒下來。
混沌：我國傳說中指宇宙形成以前模糊一團的景象。
尷尬：（神色、態度）不自然。
倚重：倚靠，器重。
告罄：指能源枯竭。
黑洞：一種特殊的天體，是時間—空間的一個區域。它的基本特征是有一個封閉的視界。由于引力過于強大，就連光也不能從中逃逸出來，所以黑洞是看不見的。
模棱兩可：指不表示明確的態度或沒有明確的主張。模棱，含糊，不明確；兩可，可以這樣，也可以那樣。
感恩戴德：感激別人的恩惠和好處。戴，尊奉，推崇。
（四）宇宙學說簡介
1、中國古代對宇宙的關注與研究
中國古代的宇宙學說，有渾天說、蓋天說、宣夜說等。渾天說認為，“渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞子中黃，孤居于天內，天大而地小。天表里有水，天之包地，猶殼之裹黃。天地各乘氣而立，載水而浮。”(《張衡渾儀注》) 蓋天說認為，“天似蓋笠，地法覆盤”(《晉書•天文志》)，天地都是穹形的，如同一個同心的球穹，相距八萬里。宣夜說認為，“天了無質，仰而瞻之，高遠無極，眼瞀精絕，故蒼蒼然也。”(《晉書•天文志》)就是說“天”不是一個固體的“天穹”，不過充滿了無邊無際的氣體，日月星辰都在這氣體中浮動。
在西方，古希臘人也有多種宇宙學說。公元前6XX年左右，住在米利都的古希臘哲學家泰利斯認為地球是一個圓盤，漂浮在一片汪洋中。他的弟子阿那克西曼德認為天空是包圍地球的一個球層，恒星在內層，太陽和月亮在外層。畢達哥拉斯認為，地球、月亮、太陽、行星和恒星都在一個同心球上圍繞中央作為旋轉。托勒密總結了古希臘的天文學成就，著《天文學大成》，認為地為球形，靜止不動，處于宇宙的中心，其他天體圍繞地球運行，創立了“地心說”，統治西方天文學界一千四百多年，直到波蘭天文學家哥白尼在16世紀發表《天體運行論》，創立日心說。17世紀，意大利物理學家和天文學家伽利略親手制造天文望遠鏡，開拓了人們的天文視野。德國天文學家開普勒提出了行星運動的三大定律，英國物理學家牛頓用力學的引力原理解釋開普勒的行星運動定律，創立了天體力學。
2、宇宙大爆炸理論簡介
現代宇宙學最有影響的學說是大爆炸宇宙學。大爆炸宇宙學認為，宇宙早期溫度極高(在100億度以上)，物質密度極大。在那里，物質被壓縮成一個奇點，時間和空間都毫無意義。大約200億年前，發生“爆炸”，溫度逐漸冷卻，形成各種各樣的恒星體系，也就是我們今天所能觀測到的宇宙。
宇宙大爆炸學說是逐漸形成的。20世紀初，愛因斯坦的相對論改變了科學家研究宇宙的方法。1927年，比利時天文學家勒梅特第一個提出了動態宇宙模型，認為宇宙是從一種“原始原子”不斷分裂、膨脹形成的。他推測：如果宇宙中物質的質量小于某個臨界值，宇宙就會繼續膨脹下去，成為“開放的宇宙”；反之，就會坍縮，成為“閉合的宇宙”。1948年，出生在俄國的美籍物理學家伽莫夫發展了這一理論，提出了“大爆炸”學說。
大爆炸學說得到了以下天文觀測的支持。(1)河外星系有系統地譜線紅移(課文中涉及到)。1917年，美國天文學家斯里弗發現河外星系譜線有系統地向紅端移動，表明這些遙遠的天體正在離我們遠去。1929年，美國天文學家哈勃發現，幾乎所有的星系都有紅移現象。星系距離越遠，紅移越大。這種紅移與距離之間的線性關系，稱為哈勃定律。(2)在各種不同的天體上，氦的密度相近，大都是30%。根據大爆炸理論，早期宇宙溫度很高，所以產生氦的效率也很高。(3)測定各種天體的年齡，均小于200億年。(4)宇宙微波背景輻射的發現。
3、黑洞解答
究竟什么是黑洞?黑洞是由具有極大質量的超巨星在塌陷時所形成的，恒星的核心在本身重量的影響下非常快速的收縮，并釋放出強勁的暴發能量，如果核心物質大得使塌陷無限地繼續下去，便產生了黑洞，在重力巨大的擠壓下，所留下的物質有難以想像的高密度。由于黑洞的質量非常大，使得它們具有強大的重力場，這些力量大的連光線也無法逃出它的手掌心，這也就是為什么它要叫做黑洞的原因了，在它的邊界內你看不到任何東西。
“黑洞”，顧名思義就是一個漆黑的洞。因其引力過強，以至于連自己發出的光線都無法由其中逃脫而出。就連光線由外射入 ，也像射入無底洞。然而大質量塌縮的恒星是如何到達此情境的呢?試想一物體于一塌縮星的表面，隨著恒星塌落而凝縮，不停的靠向中心，重力愈來愈強。(天體的重力離中心愈近愈大)而恒星愈收縮，要離開它的表面速度要求愈大。當恒星塌縮到到光速時，已幾乎無任何物體可逃脫而出。而塌縮到光速都無法逃出時，任何物體都不可能再從黑洞中出來。當恒星塌縮到此一境界時，這時黑洞所呈現的半徑就稱為「史瓦西半徑」。假設地球也做如此的塌縮，那此時地球的史瓦西半徑就為一厘米寬。但恒星并非一定凝縮到此程度才形成不可逃脫的表面。質量愈大，其史瓦西半徑內的物質密度愈小。如質量是太陽一億倍的，縮到水的密度便達到史瓦西半徑了。
黑洞是一去不復返的深淵，但在靠近黑洞時，由于時間的延滯，會發生許多奇妙的事。黑洞旅行者穿越事界，按他的計時系統來說，只是很短的時間，但對遠方的觀測者來說，其結果卻是恰恰相反。他看見愈近事界，宇航員的身影愈薄，接近事界愈緩慢。火箭無限靠近事界，但總不能到達。外界的人看事界亦為如此，也是越塌縮越緩慢，形狀也越朦朧，塌縮星就像是漸漸凝住了，所以以前把這現象叫做「塌縮星凝止」。凝止的界面就稱為「凝止界面」(static limit)。而當塌縮接近事界時，星光迅速黯淡。對于是太陽質量十倍的星，就在凝止那一剎那，在百萬分之四秒內全部化為烏有。所以我們無從得知黑洞是如何形成的。然而黑洞周圍的時空彎曲的性質，對人的壽命有特殊影響。它周圍的時間進度緩慢，也許這可以做為一種變時機制，勇敢涉足于事界邊緣也許可以不老不死。但在黑洞的邊緣要求很大的加速度。愈靠近黑洞，要求的加速度越大，時間延滯也越厲害。
理論上，黑洞的質量并沒有多大或多小的限制。任何大小的質量如果被壓縮到足夠高的密度，在理論上都有可能形成黑洞。我們認為大多數實際存在的黑洞是有大質量的恒星死亡后產生的，所以我們認為那些黑洞和那些大質量的恒星一樣重。一個恒星級黑洞的典型質量差不多是太陽的十倍，或者說是10^(30)千克。天文學家們也認為許多星系的中心都有質量巨大的黑洞。它們的質量大約是太陽的一百萬倍，或者說是10^(36)千克。
（五）整體感知
請同學們為《宇宙的未來》的自然段標上序號。共是多少段？（26段）
問題1：《宇宙的未來》這篇文章很長而且其中牽涉到許多陌生的內容。然而，它回答的卻是一個古老而又引人的問題，即“宇宙從哪里來，又將到哪里去”。那么，作者的思路是怎樣的？（宇宙的未來是可以預言的—怎樣預言宇宙的未來—宇宙的未來結果如何）
霍金在《宇宙的琴弦》的序言中提供了一種對付這種文章的閱讀方法——某些內容讀不懂不要理它，放過它繼續往前讀，你會發現你是可以大致將全篇文章讀懂的——而對大多數的人來說，大致讀懂就足夠了。現在，就讓我們運用一次五柳先生的閱讀方法——“好讀書，不求甚解”來解決《宇宙的未來》。
a. 1至6自然段說了什么？請 用一句話概括。（預言宇宙的未來非常困難，然而，在非常大的尺度下，宇宙的未來又是可以預言的）
b. 1至6自然段有什么樣的內容和語氣？（霍金先說明預言未來在古代是先知或者女巫的事情。這些人的預言基本上是胡說，利用模棱兩可的語言糊弄他人。然后，他語氣一轉說，宇宙的未來是一定的條件是可以預言的。他的語氣給人幽默和輕松的感覺 ）
c. 第七自然段的內容是什么？（在過去的三百年中，我們基本上發現了制約在所有正常條件下物體的科學定律）
d. 那么，第八自然段呢？ （雖然如此，我們還是不能預言遙遠的未來，因為宇宙中存在一種混沌：在某一時刻對系統作非常微小的改變，系統的未來很快就會變得完全不同）
e. 第九自然段呢？ （在不穩定和混沌狀態中，一般在存在一個時間尺度。天氣預報的時間尺度是五天）這一自然段的關鍵詞是什么？（時間尺度）為什么？（因為這個時間尺度在后來預言宇宙未來中是一個重要的指標）
f. 第十自然段講了什么？（講對大腦的預言、對社會生活的預言是難的，因其是混沌的
g. 第十一自然段呢？（回到宇宙的預言上來，講了一種宇宙現象——所有星球都在離我們遠去）這一段的關鍵詞是什么？（關鍵詞沒有直接出現，就是天文物理上所謂之“紅移”）有哪位同學知道什么叫“紅移”？（“紅移”是美國天文學家哈勃發現的一種宇宙的規律。當一個物體在遠離我們而去時，它的光譜會向紅端移動。哈勃發現，所有星球的光譜都有紅移的現象，這就證明宇宙是處于一種膨脹的狀態中，這是宇宙爆炸說的主要觀測證據）
h. 十二自然段的關鍵詞是什么？ （宇宙微波背景輻射）
問題1：宇宙微波背景輻射的意義是什么？（宇宙微波背景輻射是宇宙爆炸說的另一重要觀測證據。是熱的早期宇宙的殘余）它的特點呢？（從任何方向上來的輻射量幾乎都是相等的，差別不到十萬分之一）
問題2：霍金為什么要在這里講紅移和宇宙微波背景輻射以及它們的這些特點？這些特點有什么共同的指向？霍金從中得出了什么結論？這些結論和預言宇宙的未來又有什么關系？
明確：紅移和宇宙背景微波輻射說明，宇宙在極大尺度下是簡單的而不是混沌的。所以是可以預言的。這就是霍金在第一層所講的預言宇宙未來的一定的條件。
問題3：到現在為止，霍金預言了宇宙的未來嗎？ （沒有）那么，他講了什么呢？
明確：他講了兩層意思。一是預言宇宙的未來要有一定的條件。二是這個條件就是在非常大的尺度下；因為在非常大的尺度下，宇宙是簡單的而不是混沌的。
問題4：那么霍金給我們預言了什么呢？
a. 閱讀十四自然段，并且找出其中的關鍵詞。 （宇宙平均密度的臨界值）
b. 臨界值就是事物或者事件將要發生變化而還沒有發生的變化的數值。霍金講的這個宇宙平均密度的臨界值是什么事情的臨界值？ （宇宙繼續膨脹還是停止膨脹并轉向收縮的臨界值）
c. 十五自然段中，霍金講，宇宙平均密度決定宇宙的膨脹和收縮，其理論依據是什么？ （是牛頓的萬有引力：物質越大，引力越強。宇宙的平均密度越高，引力也就越強，宇宙就會收縮；反之，平均密度小于臨界值，宇宙的引力較小，不足以改變膨脹，宇宙就將膨脹下去）
d. 為什么霍金在演講中不提牛頓的萬有引力？ （這次演講是在牛津大學進行的，這些內容對于聽眾都是常識，根本不用講）
e. 那么這個事關宇宙未來命運的平均密度到底是多少，霍金說了沒有？ （沒有）霍金為什么不說？ （這個數字對聽眾而言沒有太大的價值）不過關于宇宙的平均密度，霍金還是講了一些內容。看看是什么內容？ （講了科學家如何估算宇宙的平均密度）
f. 如何估算的？估算了哪些物質？
明確：首先是恒星的質量，這個不到宇宙平均密度的百分之一；然后是暗物質的質量，加上還是不到宇宙平均密度的百分之十。他認為在星系以外，還有我們沒有觀測到的物質。
g. 什么是暗物質？（看不到的物質） 那么科學家怎么知道它們的存在，又是憑什么估算他們的質量的呢？ （萬有引力。根據螺旋星系里物質的旋轉速度及所需要的引力測算的）
h. 第19自然段、20自然段和21自然段講太陽的未來，講黑洞的演變，這些和宇宙的未來有什么關系？ （這些是宇宙未來演變的局部變化，而且可能對我們人類產生重大的影響）
i. 22自然段霍金在講什么？ （講一種猜測）23自然段呢？（在推理） 24自然段呢？ （提出了人擇原理）
j. 什么是人擇原理？從原文中找出主要內容并復述。 （宇宙之所以是這種樣子，是因為否則的話，我們就不會在這里觀測它）
k. 霍金說“其思想是，可能存在許多具有不同密度的宇宙”，什么意思？
明確：意思是：可能存在有許多不同密度的宇宙，然而，只有在我們所在的這個臨界密度被界定得很好的宇宙中，才產生了智慧生命來詰問“為什么宇宙恰恰是這么接近臨界密度”。
l. 這些內容屬于對宇宙未來的預言嗎？ （不屬于。而是在講述科學家的迷茫）
m.那么，哪些段落是霍金為我們做的宇宙未來的預言？霍金的預言是在哪一自然段結束的？他為我們預言了什么樣的未來？回頭看看。
明確：從14自然段開始。結束于第22自然段。他預言宇宙可能繼續膨脹也可能停止膨脹并開始收縮。不過決定宇宙繼續膨脹還是開始收縮的宇宙平均密度的臨界值他不知道。
n關于宇宙平均密度的臨界值以及它對宇宙未來的影響，霍金還是告訴了一個非常關鍵的信息，這個信息是什么？ （是我們現在這個宇宙的平均密度非常接近于臨界密度）
o.哪位同學能總結全文。作者什么思路？全文分為幾層？預言了什么內容？
明確：全文分為五層。第一層說預言未來是非常困難的，然而在一定的條件下對宇宙的未來進行預言是可能的。第二層講預言宇宙的未來需要在非常大的尺度下；因為在非常大的尺度下，宇宙是簡單的。第三層講宇宙現在正在膨脹并且可能繼續膨脹也可能停止膨脹并開始收縮，關鍵是宇宙的平均密度。第四層講我們現在對宇宙的平均密度還沒有清楚的認識，只知道我們現在的宇宙的平均密度非常接近于膨脹和收縮和臨界密度。第五層是總結，說宇宙的未來可能繼續膨脹也可能停止膨脹并開始收縮。
小結：《宇宙的未來》是一篇非常前沿，同時也非常難懂的文章。所以，我的教學設計就是引導大家將這篇課文的思路貫通，內容讀懂，我們將這篇長長的26段幾萬文字的文章化成幾行來復述。在作文修改中老師用過這一方法。深刻就是簡單，簡單就是深刻。我們在這里實現了簡單，也就表明了理解。
（六）語言品味
問題5：這篇講演在語言上具有怎樣的特點？
【明確】講演是面對面的交流，這種交流又是單向度的，如果不注意講演的語言藝術，就達不到最佳的表達效果。這篇講演，除了推理嚴謹外，語言幽默也是其突出的特點。幽默的語言創造出一種輕松愉快的氣氛，更具有親和力，使所闡發的事理更容易為聽眾接受。如，談到輪賭盤的旋轉具有混沌性質，作者說即使是物理學家也不能計算出它“出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財”，這就生動地說明了什么是混沌現象；如，文章最后一句話：“所以我正是繼承那些巫師或預言者的良好傳統，兩方下賭注，以保萬無一失。”兼有諷刺與幽默，對宇宙未來命運的判斷采取了審慎態度。
a.本文在論述過程中，常常用一些生動的比喻來說明事理。下列兩個比喻句各自說明了什么道理?
①“例如，如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”
明確：用這個比喻生動地說明了“即使我們知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來”。
②“這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講，它是完全不同的生命。”
明確：用這個比喻形象地說明宇宙在大擠壓處終結后，并不是任何發生在“之后”的事件都是另一個相分離的宇宙的部分。
(解說：此題旨在引導學生領會、學習作者善于用比喻來說理的技巧。)
b.這篇文章語言幽默風趣，在說明科學道理的同時，創造出一種輕松愉快的氣氛，體現了演講詞的特點。試舉出三個例子，分析其表達效果。
明確：
例如：①“……這些日期使股票市場下瀉。雖然它使我百思不解，為何世界的終結會使人愿意用股票來換錢，假定你在世界末日什么也帶不走的話。”這句話讓人在笑聲中悟到人類自身的某些缺陷和某些思維誤區。
②“據說，1844年是第二次回歸的開始，但是首先要數出獲救者名單。只有數完了名單，審判日才降臨到那些不列在名單上的人。幸運的是，數人名看來要花很長 的時間。”這句話幽默中含著揶揄和諷刺，揭露了宗教預言師的荒謬，表現了對方屢測屢敗卻又想方設法自圓其說的尷尬與可笑。
③“如果暴漲理論是正確的，則宇宙實際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預言者的良好傳統，兩方下賭注，以保萬無一失。”聽眾明知作者做的是科學的預言，和巫師他們完全不同，可作者卻有意將自己降為他們的同類，一是說明自己恰好也有兩種預測，二是順勢又對他們進行嘲諷。這種智慧的表達既帶來了輕松愉悅的氣氛，又大大增加了自己與聽眾的親和力。
(解說：此題旨在引導學生領會并學習作者幽默風趣的演講風格。)
（七）感受精神
問題6：霍金的中國學生吳忠超教授這樣介紹史蒂芬• 霍金：在相對論和引力論領域，霍金是繼愛因斯坦之后最偉大的代表人物。他的第一項工作是和彭羅斯一起證明了廣義相對論的奇性定理；第二項工作是創立了黑洞物理理論，其中有黑洞的無毛定理和黑洞視界面積增加定理；第三項工作是研究極早期宇宙和宇宙的創生，其量子宇宙學使人們單獨地從科學定律即能預言出宇宙中的一切。而他所有這些成就都是在他患盧伽雷病(肌肉萎縮性側面硬化病)后的40年間所做的。在科學史上有許多殘疾科學家，但是像霍金這樣殘疾到這種程度的則絕無僅有——21歲就患病，幾十年被禁錮在特制的輪椅上，全身只有三個手指能活動，不能講話，與人交談要靠計算機合成語言，有了新的想法也只能通過三個手指“敲擊”進語言合成器里保存……可就是這樣一個重度殘疾的人，卻把研究的目標直指浩瀚的宇宙。
在《果殼中的宇宙》一書中，霍金引用了莎士比亞戲劇《哈姆雷特》里一句充滿詩意的臺詞：“我即使被關在果殼里，仍自以為是無限空間之王!”這句臺詞形象地道出了霍金的崇高精神追求，使人們親眼看到了“果殼”中的那個挑戰命運的不屈的靈魂。他曾說：“只要有智慧和精神在，沒有什么能打倒自己。身體的健康固然重要，心靈的健康也會給你無窮的力量。”在少年霍金的心中，崇拜的不是歌星或球星，而是貝特朗•羅素，一位不知疲倦的思想家、哲學家和科學家。
那么你呢？你怎么看待霍金？十年前，一家青少年調查機構調查出我國中學生最崇拜的人物是歌星劉德華、影星劉曉慶、球星貝利，“三星高照”。你又怎樣看待這一現象？
(解說：科學和人文是教育的兩大內容，學習本文可以增進學生的科學素養，因此設計了上題；而從作者霍金的身上，還能感受到高尚的人格魅力，因而設計了本題。霍金的朋友曾這樣感慨：“可以相信，當他所熱愛的東西都失去時，他不僅堅強地活著，而且偉大地活著，那么他所帶給我們的不僅僅是科學的智慧，還有人類最可貴的精神。”教師可介紹霍金的生平，介紹霍金XX年8月來華刮起的“霍金旋風”，讓學生產生積極的情感體驗，學習霍金戰勝自我、挑戰極限、追求科學的頑強品質。對于“三星高照”的現象，能夠引發學生的深入思考，并作出較為正確的評價，比如這樣評價：這一現象的出現，既有中學生自身價值取向的問題，也有新聞媒體的誤導問題。要讓學生意識到，只有在正確的價值取向引導下，個人才能體現出最大的人生價值，社會才能快速向前發展。)
總結：霍金精神將永遠照耀人類的探索之路！
宇宙的未來 篇5
13
學習目標 1、學習本文生動、幽默的演講風格，感受語言的幽默生動帶來的親和力和輕松感。
2、感受科學精神，增進科學素養，培養科學思辨能力和愛科學、用科學的熱情。
學習重點 學習本文生動、幽默的演講風格，感受語言的幽默生動帶來的親和力和輕松感。
學習難點 準確地感知和理解文中重要語句。
學習課時 一課時
學習方法 自主、合作、探究
知識鏈接：
這篇演講稿的特色：
1、生動的導引
這篇科技論文是演講辭，具有演講的特點。預言宇宙的未來，雖然是一個嚴肅的科學話題。但如果就事論事，很容易枯燥乏味。演講需要激起聽眾的興趣。演講者從古代的巫術和近代的宗教預言談起，既增加了趣味性，又深化了講演的主題──在與巫術的對比中，更顯出了科學的求實精神。
2、嚴謹的推理
作為一篇科學演講，其最終目的是讓人信服。本文嚴謹的推理，增強了說服力。宇宙雖然復雜，但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是決定其命運的關鍵，然而，確定這一點非常不易。演講者從可見物質談到暗物質，從成熟的理論談到科學假說，把問題講得透徹明白。沒有作出一個明確的預言，也說明了演講者嚴謹的科學態度。
3、幽默的語言
演講是面對面的交流，這種交流是單向的，如果不注意演講的語言藝術，就達不到最佳的表達效果。這篇演講語言幽默，創造出一種輕松愉快的氣氛，使所論述的問題更易于為聽眾接受。如，文中有一段話說：“我比其他的末日預言者更占便宜。即使宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預言，它至少在一百億年內不會停止膨脹。我預料那時自己不會留在世上被證明是錯的。”以揭示自己“自私”的心理表示幽默，同時傳達出重要的信息：宇宙“至少在一百億年內不會停止膨脹”。
預習檢測：
1、下列詞語的注音、解釋全正確的一項是（ ）
a 混沌（húndùn）：我國傳說中指宇宙形成以前模糊一團的景象。
尷尬（gāngà）：神色、態度）不自然。
b 詰問（jiéwèn）：反問
倚重（yǐzhòng)：倚靠，器重。
c 三昧（sānwěi）：指心神專注而不散亂。
比薩（bíshā）：一種意大利式餡餅。
d告罄（gàoxìng）：指能源枯竭。
黑洞（hēidòng）：一種特殊的天體。
2、下列詞語中沒有錯別字的一組是（ ）
a 別出心裁 映入眼簾 贊嘆不已 如煙似霧
b 明察秋毫 幅圓廣闊 輕而易舉 瞬息萬變
c 瞻養父母 歸根到底 晶瑩透明 模棱兩可
d 推陳出新 疏疏朗朗 因地治宜 臭名昭著
3、作者及其相關內容：
霍金，英國 學家。其作品《 》在全世界行銷千萬冊，本文是霍金在1991年1月在 的一次演講。
學習內容：
整體感知
1、課文談的內容要點是什么？
2、這篇演講稿的結構思路怎樣？合作探究
1、作者在第一段中為什么說“即便我們知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去語言遙遠的未來”？原因分析錯誤的一項是（ ）
a.物理方程的解會呈現出一種稱作混沌的性質。
b.方程可能是不穩定的。
c.制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態的非常小的改變會導致非常不同的結果。
d.我們只是對宇宙的有關定律有所了解，缺乏深入的研究。
2、為什么科學“不能預言人類社會的未來”，卻“可以預言宇宙遙遠的未來”（ ）
a.因為前者是混沌的，不確定的；而“宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的。因此我們可以預言宇宙遙遠的未來”。
b.人類社會的未來是復雜的，而宇宙的行為在非常大尺度下是混沌的。
c.因為前者是確定的，所以預言困難；而“宇宙的行為在非常大尺度下是混沌的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來”。
d.人來社會的未來根本就無法語言的，因為方程是唯一的，宇宙的行為在非常大尺度下是有規律的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來。
3、下列對作者對宇宙的未來的預言與巫師、宗教預言家對人類社會未來的預言的說法錯誤的一項是（ ）
a.作者的預言是有科學根據的，是運用天體物理學理論進行的科學推測、科學預言。
b.巫師、宗教預言家的預言是沒有科學根據可言的。
c.因為制約大腦的方程式混沌的，所以.巫師、宗教預言家對人類社會的預言注定就是荒唐的。
d.作者對宇宙的未來的預言與巫師、宗教預言家對人類社會未來的預言，就本質來說，沒有區別，因為人類社會的未來根本就是無法預言的。
4、本文在論述過程中，常常用一些生動的修辭方法來說明事理。對此，下列說法不正確的一項是（ ）
a.“例如，如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”這個比喻生動地說明了“即便我們知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來”。
b.“這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢？人們可以同樣地講，它是完全不同的個體。”用這個比喻形象地說明宇宙在大擠壓處終結后，并不是任何發生在“之后”的事件都是另一個相分離的宇宙的部分。
c.“宇宙的其他地方對于地球上發生的任何事物根本不在乎。”用擬人的手法說明在一段時間之后，就不可能預言運動的細節。
d.“在地球大氣的情形下，這個時間尺度是五天的數量級，大約為空氣繞地球吹一圈的時間。”用擬人的手法形象地說明人們沒有辦法對具體的天氣情況作出準確的預報。
5、這篇文章語言幽默風趣，在說明科學道理的同時，創造出一種輕松愉快的氣氛，體現了演講詞的特點。試舉出例子，分析其表達效果。
拓展延伸
6、霍金的中國學生吳忠超教授這樣介紹史蒂芬•霍金：在相對論和引力論領域，霍金是繼愛因斯坦之后最偉大的代表人物。他的第一項工作是和彭羅斯一起證明了廣義相對論的奇性定理；第二項工作是創立了黑洞物理理論，其中有黑洞的無毛定理和黑洞視界面積增加定理；第三項工作是研究極早期宇宙和宇宙的創生，其量子宇宙學使人們單獨地從科學定律即能預言出宇宙中的一切。而他所有這些成就都是在他患盧伽雷病(肌肉萎縮性側面硬化病)后的40年間所做的。在科學史上有許多殘疾科學家，但是像霍金這樣殘疾到這種程度的則絕無僅有——21歲就患病，幾十年被禁錮在特制的輪椅上，全身只有三個手指能活動，不能講話，與人交談要靠計算機合成語言，有了新的想法也只能通過三個手指“敲擊”進語言合成器里保存……可就是這樣一個重度殘疾的人，卻把研究的目標直指浩瀚的宇宙。
在《果殼中的宇宙》一書中，霍金引用了莎士比亞戲劇《哈姆雷特》里一句充滿詩意的臺詞：“我即使被關在果殼里，仍自以為是無限空間之王!”這句臺詞形象地道出了霍金的崇高精神追求，使人們親眼看到了“果殼”中的那個挑戰命運的不屈的靈魂。他曾說：“只要有智慧和精神在，沒有什么能打倒自己。身體的健康固然重要，心靈的健康也會給你無窮的力量。”在少年霍金的心中，崇拜的不是歌星或球星，而是貝特朗•羅素，一位不知疲倦的思想家、哲學家和科學家。
那么你呢?你怎么看待霍金?十年前，一家青少年調查機構調查出我國中學生最崇拜的人物是歌星劉德華、影星劉曉慶、球星貝利，“三星高照”。你又怎樣看待這一現象?
答：
7、讀下列與作者有關的短文，然后思考問題。
霍金是一位偉大的科學家。人們對他的敬重，不僅在于他在理論物理方面的巨大貢獻，還在于他對人類的這些貢獻，是在身患絕癥、全身癱瘓的情況下作出來的。一見到霍金的名字，不禁使人想到了高士其。
對于現在的青少年來說，高士其的名字很可能是陌生的，但對于上世紀五六十年代的青少年來說，高士其可是一個響當當的名字。“高士其”三個字頻頻出現在報刊電臺和中小學的課本上，如果要說偶像，高士其可是那個時代許多青少年心目中的偶像。
霍金與高士其，兩人何其相似乃爾！
其一，他們都是科學家。
其二，他們都是身患絕癥，全身癱瘓的科學家。
1927年，高士其入芝加哥大學醫學研究院攻讀細菌學，次年，在實驗時不慎，受甲型腦炎病毒感染，留下嚴重后遺癥，后來病情不斷加重，造成全身癱瘓。那一年，高士其23歲。
1962年，霍金從英國牛津大學畢業到劍橋大學讀研究生，也是在“次年”，體檢時，被確診患上了 “肌萎縮性脊髓索硬化”這一無法治愈的疾病，后來，身體每況愈下，以致全身癱瘓。那一年，霍金才21歲。
其三，他們的科學研究，都是在身體致殘以后，在常人難以想象的極為艱難的情況進行的。
高士其致殘后，他仍以超人的毅力，堅持學完了細菌學博士研究生的全部課程。回國后，他的工作的重心轉到了科普創作上。他的手癱瘓后，筆握不住了，甚至連說話也困難，即使在這種情況下，他仍然堅持創作。他先打好腹稿，然后艱難地發出模糊的喉音‘嗯嗯、喔喔’，一個字一個字地口述，由秘書、妻子和護士記錄整理。有時為了弄清一個字，往往要反復哼二十幾遍，記下一段話，要用半天時間……
霍金致殘并癱瘓后，再也無法用自己的聲音表述他的思想，只能借助3個手指操縱按鈕輸入要說的話，再經由語言合成器發出聲音，他的演講，就是采用這樣一種常人無法想象的困難方式進行的。平常，霍金看書必須依賴翻書頁的機器，讀文獻時需要請人將每一頁都攤在大桌子上，然后驅動輪椅如蠶吃桑葉般地逐頁閱讀；寫作則是以平均一分鐘輸入10個單詞的“慢”速度進行……
最終，他們都取得了令人矚目的成就。
(1)從這兩人身上，你看到了什么精神品質？
答：
（2）從這兩人的故事中，你受到什么啟發？
答：
學習小結
達標檢測
閱讀下面的文字，完成后面題目。
觀測宇宙的新窗口
人類最早用眼睛觀察宇宙，后來出現了光學望遠鏡，增加了觀測的距離，射電、紅外、紫外、x—射線、γ射線等望遠鏡的出現，擴展了觀測宇宙的視野、然而，所有這些觀測手段的基礎，都是接受來自天體的電磁輻射，對于某些缺乏電磁輻射的“暗”天體，我們就會視而不見，引力波探測可以彌補這一缺陷。由于天體都具有質量，因而只要探測器足夠靈敏。它們的運動都可由于輻射引力波而被檢測。預期中的黑洞就是一個例子。黑洞不輻射電磁波，而它們的產生和碰撞都將輻射出強烈的引力波。歷史上每一新的探測工具的使用，都伴隨著重大的天文學發現，如射電望遠鏡“看”到了中子星，宇宙微波背景觀測發現3k宇宙背景輻射。可以預測，由于引力波攜帶著天體運動的大量原始信息，引力波探測也將在宇宙觀測上有新的發觀，引力波探測器將成為研究天然物理學的有力工具。這一前景激發了天體引力波源的研究熱潮，極大地推動了天文學和天體物理學的進展。1992年物理學諾貝爾獎得主是美國的j. taylor和r. hulse，得獎原因是他們對脈沖雙星psrl913+16的發現和研究。這是一個罕見的雙脈沖系統，距離地球1. 5萬光年，軌道偏心率大(～0. 6)，由于不對稱性和高速的軌道運動而有強烈的引力輻射，輻射的能量損失使軌道周期變短. 從1974年開始，經過十多年觀測，得出軌道周期率為(-2. 452±10)-1288-1。相當于每年變化0.7秒。這與根據廣義相對論引力輻射理論的預期十分準確地符合。這一觀測，成為存在引力輻射的第一間接觀測證據。
人們對引力波探測的興趣，還在于這一探測對人類認識自然的重要作用。從物理學角度看，既然各種引力理論都預言了引力波的存在，并賦予它們以不同的特征(如傳播速度，偏震，能量輻射方式等)。引力波探測的結果將有助于區分理論的正確與否，從而推動理論研究的進展，對引力波性質的深入了解，有助于引力場量子化學的理論研究，從而為大統一理論做出貢獻。
由于引力波探測需要大量高精儀器和技術，探測的要求將促進這些技術的發展，超導量子干涉器(squid)和大功率釔鋁石榴激光器(nd：yag)就是例子。
……
經過20世紀前40年的努力，以愛因斯坦為代表的學術先驅建立了引力波的理論體系；以韋伯為代表的科技界從60年代開始了引力波的實驗探測，達到理論上檢驗靈敏度要求的引力波探測器可望在20世紀末建成。將近百年的不懈努力，反映了人們追求真知的熱忱。人們期望20世紀末建成的激光引力波探測器，在21世紀的頭十年取得突破，在地球上首次測到引力波訊號。
更多的引力波訊號的獲得將極大地開闊人類的宇宙視野，對獲得的引力波訊號特性的分析將促進人類對引力本質的認識。有人認為，人類一旦掌握了引力波，所導致的社會效應將可與人類掌握電磁波相類比。由于引力波具有極強的穿透力，作為宇宙間的通訊工具將具有無與倫比的優勢。
也許最新的探測器仍未能發現引力波的“芳蹤”。那么，這將是對現有引力理論，特別是廣義相對論的極大挑戰，新的理論必將出現。作為近代科技前沿研究的引力波探測熱潮，在世紀之交的時刻，由于面臨突破而更加“熱”了。近百年的努力使人們充分認識到這一任務的艱巨性，需要各國科學家的共同努力。科學家們在這方面已建立起良好的合作關系，新的突破，將是共同努力的結晶，這也是引力波探測的一個特點。
(節選自胡斯科《引力波探測》)
1、根據文意，下列對引力波探測器的說明，錯誤的一項是( )
a. 歷史上每一新的探測工具的使用，都伴隨著重大的天文學發現。可以預測，由于引力波攜帶著天體運動的大量原始信息，引力波探測也將在宇宙觀測上有新的發現，引力波探測器將成為研究天體物理學的有力工具。
b. 達到理論上檢驗靈敏度要求的引力波探測器已經在20世紀末建成。
c. 人們期望20世紀末建成的激光引力波探測器在21世紀的頭十年取得突破，使在地球上首次測到引力波的訊號成為可能。
d. 有可能最新的探測器即引力波探測器仍未能發現引力波的“芳蹤”。
2、根據文意，關于引力波探測的說明，正確的一項是( )
a. 人們對引力波探測的興趣，關鍵在于這一探測對人類認識自然的重要作用。
b. 引力波探測的實施將有助于區分理論的正確與否，從而推動理論研究的進展。
c. 對引力波性質的深入了解，有助于引力場量子化學的實驗研究，從而為大統一理論做出貢獻。
d. 引力波探測可以彌補我們對于某些缺乏電磁輻射的“暗”天體視而不見這一缺陷。
3、下列理解符合原文意思的一項是( )
a. 引力波的理論體系的建立，是在經過20世紀前40年的努力，由以愛因斯坦為代表的學術先驅完成的。
b. 在地球上首次測到引力波的訊號的時間在21世紀的頭十年。
c. 宇宙間的通訊工具中具有無與倫比的優勢的就是具有極強的穿透力的引力波探測器。
d. 作為近代科技前沿研究的引力波探測熱潮，在世紀之交的時刻，由于更加“熱”了而面臨突破。
4、根據本文提供的信息，以下推斷錯誤的一項是( )
a. 與增加了觀測距離的光學望遠鏡，擴展了觀測宇宙的視野的射電、紅外、紫外、x—射線、γ射線等望遠鏡相比，引力波探測器將成為觀測宇宙的新工具，并將為人們提供觀測宇宙的新窗口。
b. 美國的j. taylor和r. hulse發現并研究了脈沖雙星psrl913+16這個罕見的雙脈沖系統，經過十多年觀測，得出軌道周期率為(-2. 452±10)-1288-1，相當于每年變化0. 7秒，這一觀測，成為存在引力輻射的第一間接觀測證據。這也表明，目前還沒有證明引力輻射的直接觀測證據。
c.從物理學角度看，既然各種引力理論都預言了引力波的存在，并賦予它們以不同的特征(如傳播速度，偏震，能量輻射方式等)，引力波探測的結果將有助于區分理論的正確與否，從而推動理論研究的進展，對引力波性質的深入了解，有助于引力場量子化學的理論研究，從而為各種假想理論的統一做出貢獻。
d. 如果最新的探測器仍未能發現引力波的“芳蹤”，那么，這將是對現有引力理論，特別中廣義相對論的極大挑戰；如果這個挑戰成功，新的理論必將出現。
選做題
1、下列加點成語使用不當的一項是（ ）
a 當前，發達國家的不合理生產方式和過量的消費方式是人類環境持續惡化的罪魁禍首。
b 熱力學概念乍聽起來有些深不可測，其實它們是我們所知道的最簡單而又給人印象最深的科學概念。
c 在任何方向上背景都一樣的事實，對于它們而言毫不足怪。
d 迄今為止，所有為世界末日設定的日期都杳無音訊地過去了。
2、下列句子中，沒有語病的一句是（ ）
a.“伊斯蘭祈禱團”也是一個恐怖組織，如果任其發展蔓延，勢必對東南亞不夠穩定的社會局面構成威脅。
b.xx大報告進一步強調了實施科教興國戰略在現代化建設中的重要作用，提出了新時期教育工作的目標、任務、方針和要求，為開創教育事業的新局面指明了方向。
c.為了做好促進青年就業和再就業，各級共青團組織面臨的任務還很艱巨還有大量的工作要做。
d.“國家基礎教育資源庫”具有強大的開放性和兼容性，實現了國內外教育資源共享和國內教育資源庫建設新思路。
3、依次填入下列兩句中橫線處的語句，與上下文語意連貫的一組是（ ）
⑴泉上有橋泉邊有樓，橋是竹橋，樓是木樓，__________，竹與竹撞擊，發出蕭蕭瑟瑟的聲音。
⑵我認為，一切已經成功的企業和成功的人士，都是創業者努力“顛覆”的目標，因此，要鼓勵大家去___________，而不是去敬仰和朝圣。
①海風從山隙處吹過來，樓前植竹 ②樓前植竹，海風從山隙處吹過來
③挑戰微軟、挑戰聯想、挑戰海爾 ④挑戰海爾、挑戰聯想、挑戰微軟
a.① ③ b.② ④ c.① ④ d.② ③
4、本文在論述過程中，常常用一些生動的比喻來說明事理。下列兩個比喻句各自說明了什么道理?
①“例如，如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”
答：
②“這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講，它是完全不同的生命。”
答：
學習反思
宇宙的未來 篇6
文/韓承金
［導學新概念］
宇宙是怎樣誕生的?它從何而來?又向哪里去?斯蒂芬·霍金教授寫的《時間簡史》給了我們這樣的回答：
我們現在生活的宇宙有自己的歷史起點，它大約誕生于150億年前，那時，宇宙只是一個點，不占有空間，也沒有時間的概念。在這一點發生了大爆炸，時間和空間從此開始，物質開始形成。
最初，宇宙的溫度極高，隨著時間的推移，空間越來越大，溫度越來越低，宇宙中的能量與物質不斷發生復雜的反應，逐漸形成星系。
空間繼續擴大、膨脹，直到今天，宇宙仍然在膨脹之中。
大約在距今50億年前，太陽形成。
大約在距今46億年前，地球形成。
宇宙繼續膨脹，將來也會膨脹，也許在膨脹到一定程度后，宇宙開始收縮，可能會收縮成一個點，一個不占有空間的點。到那時，時間結束。到底會不會這樣，現在還說不定。
大爆炸之前是怎么回事，不知道。永遠也無法知道。這就是大爆炸宇宙的基本理論。
《時間簡史》出版于1988年，《宇宙的未來》是斯蒂芬·霍金1991年在劍橋大學的一次講演錄。本文重點是談作者對宇宙的未來作出的科學預言，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語言上的幽默特點。
［資料顯示屏］
《時間簡史》出版（1988年）后，劍橋的應用數學和理論物理系的氣氛有了微妙的變化，不斷有世界各地的報刊的記者要求訪問霍金，在以后的兩年時間里，電視臺工作人員不時地占用大樓，他們要為這位世界上最著名的科學家拍一部有關他生活的記錄片。在不同的國家用不同的語言反復講述同一故事：霍金如何憑著自己的勇敢克服了身體的殘疾成為科學的巨人和新聞媒介的英雄。一批又一批的新聞記者訪問了霍金在西爾弗大街那凌亂的辦公室，并和這位公眾新近的英雄度過激動人心的時刻。
——《斯蒂芬·霍金的科學生涯》（英）
在中文里，“宇”是“上下四方”的意思，表示空間；“宙”是“古往今來”的意思，表示時間。宇宙的歷史，就是空間在時間上發展的過程，斯蒂芬·霍金以時間為序，研究我們所處的這個宇宙誕生、發展，以及它將來可能的狀況，因此，他把自己的書稱作《時間簡史》，實際上就是《宇宙簡史》。
——《少年版世界名人傳記·霍金傳》
斯蒂芬·霍金的工作是令人驚嘆的，可是有著如此偉大發現的人，卻是一個身患肌萎縮癥的病人，除了思想，他幾乎全身不能動彈，不能說話，頭向前垂落。正因為這點，他更加引起全世界人們的關注和尊敬。在他開始患病時，他意識到自己的生命行將結束，于是抓緊時間，全心投入，誰也沒想到他不僅活了下來，而且成果累累。他的成功，當然離不開他的天才，但那種不向厄運低頭的精神，是沒有人不敬佩的。由此可見，人的精神力量是難以想象的，一個人要有精神，一個民族也要依靠精神，精神的力量往往可以超越世上難以逾越的障礙。
——洪偉
［教學設計ABC］
設計A
一、導語 設計
1.可以從普通人對我們賴以生存的地球的關注導入 ，引出科學家對無限廣闊的宇宙的關注，從而引出霍金的《宇宙的未來》。（這樣導入 意在強調科學家的責任感）
2可以從閱讀科技論文和科技說明文的目的（了解觀點，獲取知識）導入 ，直截了當地切入本文的基本觀點。（這樣導入 意在突出科技論文的閱讀方法）
以上兩種導入 都要直接切入文章的主體部分，不必分析全文結構。
二、過程設計
1過程：學生閱讀、討論、交流，教師指導、點撥、歸納。
2方法：學生——自由討論式，教師——點撥引導式。
3歸納：霍金對宇宙未來的預言主要有以下一些觀點：
（1）宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關，如果平均密度小于某個臨界值，它就會永遠膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結。
（2）在螺旋星系和星系團中應該存在有某種看不見的暗物質，它的引力吸引足以把高速旋轉的星系牢牢抓住，不至于使這些星系或星系團飛散開去。
（3）如果宇宙繼續膨脹下去，五十億年后，太陽將耗盡它的核燃料，變成一顆白矮星。在大約一百億年后，具有太陽質量的恒星將變成白矮星或中子星，具有更大質量的恒星會變成黑洞。
（4）黑洞中粒子的速度有可能超過光速逃出黑洞，只要有足夠長的時間，巨大的黑洞也可以“蒸發”掉。
（5）在星系或星系團之外，應該存在有足夠的暗物質，這些暗物質能使密度達到臨界值，從而可能會使宇宙最終坍縮。但這個時間肯定在一百五十億年之后。
4體會這篇演講詞幽默風趣的語言特點。
作為一篇關于宇宙未來的演講詞，本文的大量篇幅是較為嚴肅的科學話題，運用了好多專業術語，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語言，使得這樣一篇旨在說明科學道理的學術演講，讓人能夠在一種輕松愉快的氣氛中認真聽下去。這樣的語言是很多的，例如：“幸運的是，數人名看來要花很長的時間。”“你在實際上不可能預測出來數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”“即便宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預言，它至少在一百億年內不會停止膨脹。我預料那時自己不會留在世上被證明是錯的。”“如果暴漲理論是正確的，則宇宙實際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預言者的良好傳統，兩方下賭注，以保萬無一失。”
設計B
一、導語 設計
同設計A
二、過程設計
1初讀課文，找出一些關鍵詞語，把握文章大意。
從標題和開頭都可以看出文章要談的是對宇宙未來的預測，初讀文章就應該找出與這一預測有剮的關鍵詞語，最重要的應該有兩個：“膨脹”與“坍縮”，然后進一步找到與這兩個詞相剮聯的其他關鍵詞：“平均密度”和“暗物質”，即可基本把握文章大意。
2⒈細讀課文，弄清這些關鍵詞語之間的關系，把握作者的觀點。
作者的觀點是：宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關，如果平均密度小于某個臨界值，唆就會永遠膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結。事實上，現在的密度似乎非常接近與把坍縮和無限膨脹區分開來的臨界密度。但宇宙的未來是膨脹還是坍縮，仍尚難定論。
3抓住生動的比喻，理解作者的觀點。
在闡明科學道理的時候，作者用了一些人們熟知的事例，有助于我們理解文章的觀點。如：“例如，如果你稍微改變一下你旋轉賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”
設計C
在學生讀完文章大致清楚所寫內容之后，可設計幾個問題，做較為深入的分析。
1文章內容是談對宇宙未來的預測，為什么開篇卻談巫師預言的尷尬、宗教預言的失敗?
2作者說將宇宙中的暗物質考慮在內，也遠遠達不到宇宙重新坍縮的臨界密度，據此則可預言宇宙會繼續無限地膨脹下去，為什么后文又說宇宙最終可能會坍縮?
3對宇宙的未來，作者以為是可以預測呢，還是不可以預測?
討論分析清楚這些問題，就可較為準確地把握觀點。
中國基礎教育21世紀
宇宙的未來 篇7
鄭逸農 楊艷果
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【自讀導言】
自讀要求
1.能讀懂本演講錄的內容。2.學習本文生動、幽默的演講風格。
3.感受科學精神，增進科學素養。
(解說：本文雖說是演講錄，但其實就是一篇科技論文，加上語言的歐化風格，要讀懂全文并不容易，所以設置了第一個要求；生動、幽默是霍金的演講風格，是其演講獨具魅力的原因之一，因此設置了第二個要求；本文是傳播科學知識的演講錄，需要讓學生從中感受到科學精神，增進科學素養，因此設置了第三個要求。)
自讀重難點
1.提煉本文的要點，增強概括能力。
2.探究本文的內涵，增強分析能力。
(解說：這兩點按本單元的學習重點設計，順應編輯的教材編排意圖。)
【自讀程序】
總的原則是：多次自讀，逐層領悟，逐個落實學習重點。具體如下：
1.初讀，總體感知。
結合注釋，通讀全文，總體感知。
讀后能用一句話簡要地說出本文講了什么。
明確：本文講的是宇宙的未來問題，預測了兩種結局：或膨脹，或收縮。
2.再讀，提煉要點。
要求比上一次讀得細一些，邊讀邊給課文分段，明確作者講了幾層意思，并提煉出要點。提煉要點的方法是：或者摘錄文中的語句，或者用自己的語言組織。
明確：
要點依次為：①科學家有信心預言未來。②巫師的預言模棱兩可，宗教的預言屢測屢敗。③物理方程、制約大腦的方程具有混沌性，因此我們不能預言人類；而宇宙的行為在非常大尺度下卻是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來。④宇宙的未來有兩種可能，一是繼續膨脹下去，二是收縮以至坍縮成一個點。是膨脹還是坍縮，取決于宇宙的平均密度。⑤宇宙現在的密度非常接近于把坍縮和膨脹區分開來的臨界點上，所以兩種可能都會發生。
3.三讀，探究內涵。
要求比上一次讀得更深入，能對某些語句的內涵進行分析，也能對作者的某個觀點進行評析，或者對作者的整個科學思想進行闡述分析。
4.交流討論。
交流討論可以在前三步之后綜合進行，也可以在每一步(初讀、再讀、三讀)之后分別進行。對總體感知的情況、提煉要點的情況、探究內涵的情況依次進行交流討論。可以先在小組(前后桌為一組)內進行，然后每個小組選一人參與全班交流。
(解說：本自讀程序力圖體現學生的自讀、自得、互動。讓學生自主發展，自我提高。)
【自讀點撥】
本文是史蒂芬·霍金1991年1月在劍橋大學的一次演講錄。
這篇演講，從古代巫師的預言，談到近代宗教的預言，然后過渡到自己對宇宙未來的預言，結構嚴謹，重點突出。作者運用天體物理學理論，對宇宙未來作出了兩種預測，一是繼續膨脹下去；二是收縮以至坍縮成一個點。是膨脹還是收縮，取決于宇宙的平均密度。“如果它比臨界值小，宇宙就將永遠膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮，而時間就會在大擠壓處終結。”可“現在密度似乎非常接近于把坍縮和無限膨脹區分開來的臨界密度”，所以兩種結果都有可能。
本文專業性強，歐化語言明顯，閱讀起來非常吃力，難讀、難懂。高考試卷上的科技說明文、科技論文只有三四段，考生讀起來已經非常吃力，而這里卻有整整26段，是前者的六七倍。所以教學本文時一方面要讓學生充分閱讀，自主探究，但同時也要積極發揮教師的引導作用，將學生由淺入深地引導下去。
在引導過程中，可以將以下問題靈活地插入上面的“自讀程序”中。(特別是發現學生在“探究內涵”不夠深入時。)
1.作者在第8段中為什么說“即使知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來”?為什么第10段又說“盡管我們知道制約人類行為的方程，但在實際上我們不能預言它”?
明確：“因為物理方程的解會呈現出一種稱作混沌的性質”，“方程可能是不穩定的”；同樣，“制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態的非常小的改變會導致非常不同的結果”。
2.為什么科學“不能預言人類社會的未來”，卻“可以預言宇宙遙遠的未來”?
明確：因為前者是混沌的，不確定的；而“宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來”。
3.作者對宇宙的未來的預言與巫師、宗教預言家對人類社會未來的預言有何不同?
明確：前者是有科學根據的，是運用天體物理學理論進行的科學推測，科學預言；而后者是沒有科學根據可言的。——其實，從上面的題目就可知道，人類社會的未來根本就是無法預言的，因為方程是混沌的，所以巫師、宗教預言家對人類社會的預言注定就是荒唐的。
4.對宇宙未來的預言，關鍵是要弄清宇宙的什么問題?
明確：“對宇宙未來的預言，其關鍵問題在于：平均密度是多少。”
5.作者認為宇宙的未來會是怎樣的?
明確：會有兩種可能：“如果它比臨界值小，宇宙就將永遠膨脹，但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮。”
(解說：設計這些題目旨在讓教師引導學生探究文章的內涵，由表及里，將自讀引向深入、準確。)
【自讀思考】
1.根據作者的論述，我們目前所能看到的宇宙物質最多是“臨界值”的百分之一，似乎不足以使宇宙坍縮。然而作者又指出，“也許存在足夠的暗物質，使宇宙最終坍縮”。宇宙中存在暗物質的證據是什么?作者又舉了哪兩種假說，說明現在的宇宙密度可能就在臨界狀態?
明確：宇宙中存在暗物質“一個證據來自于螺旋星系”，“必須存在某種看不見的物質形式，其引力吸引足以把這些旋轉的星系牢牢抓住”；“另一個證據來自于星系團”，“要不是引力吸引把星系抓到一起，這些星系團就會飛散開去……所以，在星系團中我們觀測到的星系以外必須存在額外的暗物質”。
作者為了說明現在的宇宙密度可能就在臨界狀態，列舉了兩種假說，“一種是所謂的人擇原理”，另一種是“極早期宇宙的暴漲理論”。
(解說：此題旨在引導學生探究文章的內涵。同樣是探究文章的內涵，上面五個問題是宏觀的，環環相扣，步步深入，這一個則是微觀、細碎的，所以單獨列在“自讀思考”中。)
2.本文在論述過程中，常常用一些生動的比喻來說明事理。下列兩個比喻句各自說明了什么道理?
①“例如，如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”
明確：用這個比喻生動地說明了“即使我們知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來”。
②“這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講，它是完全不同的生命。”
明確：用這個比喻形象地說明宇宙在大擠壓處終結后，并不是任何發生在“之后”的事件都是另一個相分離的宇宙的部分。
(解說：此題旨在引導學生領會、學習作者善于用比喻來說理的技巧。)
3.這篇文章語言幽默風趣，在說明科學道理的同時，創造出一種輕松愉快的氣氛，體現了演講詞的特點。試舉出三個例子，分析其表達效果。
明確：
例如：①“……這些日期使股票市場下瀉。雖然它使我百思不解，為何世界的終結會使人愿意用股票來換錢，假定你在世界末日什么也帶不走的話。”這句話讓人在笑聲中悟到人類自身的某些缺陷和某些思維誤區。②“據說，1844年是第二次回歸的開始，但是首先要數出獲救者名單。只有數完了名單，審判日才降臨到那些不列在名單上的人。幸運的是，數人名看來要花很長的時間。”這句話幽默中含著揶揄和諷刺，揭露了宗教預言師的荒謬，表現了對方屢測屢敗卻又想方設法自圓其說的尷尬與可笑。③“如果暴漲理論是正確的，則宇宙實際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預言者的良好傳統，兩方下賭注，以保萬無一失。”聽眾明知作者做的是科學的預言，和巫師他們完全不同，可作者卻有意將自己降為他們的同類，一是說明自己恰好也有兩種預測，二是順勢又對他們進行嘲諷。這種智慧的表達既帶來了輕松愉悅的氣氛，又大大增加了自己與聽眾的親和力。
(解說：此題旨在引導學生領會并學習作者幽默風趣的演講風格。)
4.下面這段話引自霍金2002年8月15日在浙江大學的公眾演講《膜的新奇世界》，讀后請用其中的原句提煉本段的要點，并同課文做比較閱讀，說說霍金在介紹深奧理論時喜歡采用什么方式來讓聽眾聽明白?
“按照我的意見，膜世界啟始的更遠為吸引人的解釋是，它作為真空中的起伏而自發產生。膜的產生有點像沸騰水中蒸氣泡的形成。水液體中包含億萬個H2O分子，它們在最靠近的鄰居之間耦合，并且擠在一起。當水被加熱上去，分子運動得更加快，并且相互彈開。這些碰撞偶然賦予分子如此高的速度，使得它們中的一群能擺脫它們的鍵，形成熱水圍繞著的蒸氣小泡泡。泡泡將以隨機的方式長大或縮小，這時液體中來的更多的分子參與到蒸氣中去，或者相反的過程。大多數小蒸氣泡將會重新塌縮成液體，但是有一些會長大到一定的臨界尺度，超過該尺度泡泡幾乎肯定會繼續成長。我們在沸騰時觀察到的正是這些巨大的膨脹的泡泡。”
明確：這是遷移運用題。體現本段要點的句子是“膜的產生有點像沸騰水中蒸氣泡的形成。”作者喜歡用比喻的方式將深奧的理論說得通俗易懂。
5.課文中霍金對宇宙未來的預言，你怎么看?老師鼓勵學生發表有創見的觀點，只要態度科學，能自圓其說即可。
(解說：設計該題旨在引導學生獨立思考，培養獨立的人格，同時也培養獨立的科學精神。學生可以暢所欲言，比如認為霍金的觀點只是一家之言，只是一種推測，無法得到證實，他和愛因斯坦的相對論一樣，雖然都很偉大，但都只是一種理論，一種思想，缺少科學的實證，因此也都沒能獲得需要實證的諾貝爾獎。其他科學家站在另外的角度來思考來假設，或許會有不同的結論，不同的發現。所以青少年對霍金的觀點可以學習，可以接受，但不能迷信，不能束縛自己的思維。)
6.霍金的中國學生吳忠超教授這樣介紹史蒂芬·霍金：在相對論和引力論領域，霍金是繼愛因斯坦之后最偉大的代表人物。他的第一項工作是和彭羅斯一起證明了廣義相對論的奇性定理；第二項工作是創立了黑洞物理理論，其中有黑洞的無毛定理和黑洞視界面積增加定理；第三項工作是研究極早期宇宙和宇宙的創生，其量子宇宙學使人們單獨地從科學定律即能預言出宇宙中的一切。而他所有這些成就都是在他患盧伽雷病(肌肉萎縮性側面硬化病)后的40年間所做的。在科學史上有許多殘疾科學家，但是像霍金這樣殘疾到這種程度的則絕無僅有——21歲就患病，幾十年被禁錮在特制的輪椅上，全身只有三個手指能活動，不能講話，與人交談要靠計算機合成語言，有了新的想法也只能通過三個手指“敲擊”進語言合成器里保存……可就是這樣一個重度殘疾的人，卻把研究的目標直指浩瀚的宇宙。
在《果殼中的宇宙》一書中，霍金引用了莎士比亞戲劇《哈姆雷特》里一句充滿詩意的臺詞：“我即使被關在果殼里，仍自以為是無限空間之王!”這句臺詞形象地道出了霍金的崇高精神追求，使人們親眼看到了“果殼”中的那個挑戰命運的不屈的靈魂。他曾說：“只要有智慧和精神在，沒有什么能打倒自己。身體的健康固然重要，心靈的健康也會給你無窮的力量。”在少年霍金的心中，崇拜的不是歌星或球星，而是貝特朗·羅素，一位不知疲倦的思想家、哲學家和科學家。
那么你呢?你怎么看待霍金?十年前，一家青少年調查機構調查出我國中學生最崇拜的人物是歌星劉德華、影星劉曉慶、球星貝利，“三星高照”。你又怎樣看待這一現象?
(解說：科學和人文是教育的兩大內容，學習本文可以增進學生的科學素養，因此設計了上題；而從作者霍金的身上，還能感受到高尚的人格魅力，因而設計了本題。霍金的朋友曾這樣感慨：“可以相信，當他所熱愛的東西都失去時，他不僅堅強地活著，而且偉大地活著，那么他所帶給我們的不僅僅是科學的智慧，還有人類最可貴的精神。”教師可介紹霍金的生平，介紹霍金2002年8月來華刮起的“霍金旋風”，讓學生產生積極的情感體驗，學習霍金戰勝自我、挑戰極限、追求科學的頑強品質。對于“三星高照”的現象，能夠引發學生的深入思考，并作出較為正確的評價，比如這樣評價：這一現象的出現，既有中學生自身價值取向的問題，也有新聞媒體的誤導問題。要讓學生意識到，只有在正確的價值取向引導下，個人才能體現出最大的人生價值，社會才能快速向前發展。)
【課外作業 】
1.仿照本文幽默風趣的語言風格，寫一個演講片段，題目是《霍金·明星·我》。
2.閱讀霍金的名著《時間簡史》、《果殼中的宇宙》(2002年8月霍金在浙江大學的公眾演講《膜的新奇世界》就選自其中)。
(解說：兩個題目，一讀一寫，由課文深化、拓展開去。教師給定一個完成的時間，然后在全班交流，將學習氣氛推向高潮。)
宇宙的未來 篇8
【自讀導言】
自讀要求
1.能讀懂本演講錄的內容。
2.學習本文生動、幽默的演講風格。
3.感受科學精神，增進科學素養。
(解說：本文雖說是演講錄，但其實就是一篇科技論文，加上語言的歐化風格，要讀懂全文并不容易，所以設置了第一個要求；生動、幽默是霍金的演講風格，是其演講獨具魅力的原因之一，因此設置了第二個要求；本文是傳播科學知識的演講錄，需要讓學生從中感受到科學精神，增進科學素養，因此設置了第三個要求。)
自讀重難點
1.提煉本文的要點，增強概括能力。
2.探究本文的內涵，增強分析能力。
(解說：這兩點按本單元的學習重點設計，順應編輯的教材編排意圖。)
【自讀程序】
總的原則是：多次自讀，逐層領悟，逐個落實學習重點。具體如下：
1.初讀，總體感知。
結合注釋，通讀全文，總體感知。
讀后能用一句話簡要地說出本文講了什么。
明確：本文講的是宇宙的未來問題，預測了兩種結局：或膨脹，或收縮。
2.再讀，提煉要點。
要求比上一次讀得細一些，邊讀邊給課文分段，明確作者講了幾層意思，并提煉出要點。提煉要點的方法是：或者摘錄文中的語句，或者用自己的語言組織。
明確：
要點依次為：①科學家有信心預言未來。②巫師的預言模棱兩可，宗教的預言屢測屢敗。③物理方程、制約大腦的方程具有混沌性，因此我們不能預言人類；而宇宙的行為在非常大尺度下卻是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來。④宇宙的未來有兩種可能，一是繼續膨脹下去，二是收縮以至坍縮成一個點。是膨脹還是坍縮，取決于宇宙的平均密度。⑤宇宙現在的密度非常接近于把坍縮和膨脹區分開來的臨界點上，所以兩種可能都會發生。
3.三讀，探究內涵。
要求比上一次讀得更深入，能對某些語句的內涵進行分析，也能對作者的某個觀點進行評析，或者對作者的整個科學思想進行闡述分析。
4.交流討論。
交流討論可以在前三步之后綜合進行，也可以在每一步(初讀、再讀、三讀)之后分別進行。對總體感知的情況、提煉要點的情況、探究內涵的情況依次進行交流討論。可以先在小組(前后桌為一組)內進行，然后每個小組選一人參與全班交流。
(解說：本自讀程序力圖體現學生的自讀、自得、互動。讓學生自主發展，自我提高。)
【自讀點撥】
本文是史蒂芬·霍金1991年1月在劍橋大學的一次演講錄。
這篇演講，從古代巫師的預言，談到近代宗教的預言，然后過渡到自己對宇宙未來的預言，結構嚴謹，重點突出。作者運用天體物理學理論，對宇宙未來作出了兩種預測，一是繼續膨脹下去；二是收縮以至坍縮成一個點。是膨脹還是收縮，取決于宇宙的平均密度。“如果它比臨界值小，宇宙就將永遠膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮，而時間就會在大擠壓處終結。”可“現在密度似乎非常接近于把坍縮和無限膨脹區分開來的臨界密度”，所以兩種結果都有可能。
本文專業性強，歐化語言明顯，閱讀起來非常吃力，難讀、難懂。高考試卷上的科技說明文、科技論文只有三四段，考生讀起來已經非常吃力，而這里卻有整整26段，是前者的六七倍。所以教學本文時一方面要讓學生充分閱讀，自主探究，但同時也要積極發揮教師的引導作用，將學生由淺入深地引導下去。
在引導過程中，可以將以下問題靈活地插入上面的“自讀程序”中。(特別是發現學生在“探究內涵”不夠深入時。)
1.作者在第8段中為什么說“即使知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來”?為什么第10段又說“盡管我們知道制約人類行為的方程，但在實際上我們不能預言它”?
明確：“因為物理方程的解會呈現出一種稱作混沌的性質”，“方程可能是不穩定的”；同樣，“制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態的非常小的改變會導致非常不同的結果”。
2.為什么科學“不能預言人類社會的未來”，卻“可以預言宇宙遙遠的未來”?
明確：因為前者是混沌的，不確定的；而“宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來”。
3.作者對宇宙的未來的預言與巫師、宗教預言家對人類社會未來的預言有何不同?
明確：前者是有科學根據的，是運用天體物理學理論進行的科學推測，科學預言；而后者是沒有科學根據可言的。——其實，從上面的題目就可知道，人類社會的未來根本就是無法預言的，因為方程是混沌的，所以巫師、宗教預言家對人類社會的預言注定就是荒唐的。
4.對宇宙未來的預言，關鍵是要弄清宇宙的什么問題?
明確：“對宇宙未來的預言，其關鍵問題在于：平均密度是多少。”
5.作者認為宇宙的未來會是怎樣的?
明確：會有兩種可能：“如果它比臨界值小，宇宙就將永遠膨脹，但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮。”
(解說：設計這些題目旨在讓教師引導學生探究文章的內涵，由表及里，將自讀引向深入、準確。)
宇宙的未來 篇9
教材分析：
本文是英國理論物理學家霍金1991年1月在劍橋大學的一次講演錄。霍金運用天體物理理論，對宇宙的未來作了科學的預測，得出宇宙或膨脹或坍縮取決于宇宙的平均密度的結論。文章涉及很多關于宇宙學的知識，但演講者卻從巫師和宗教預言談起，通過嚴密的語言和生動的比喻等，將深奧的科學問題講得深入淺出，這是教學中應重點關注的。
學情分析：
學生高一時學過《宇宙的邊疆》一文，對順利學習本文已有了一定的知識積累和閱讀經驗；尤其是孩子們對未知世界有著強烈的好奇心和探索欲，這是教學時可資開發的寶貴資源。
教學目標：
1、理清文章思路，概括內容要點，理解文中重要信息的內涵。
2、學習、欣賞本文嚴密的語言和生動的比喻，能夠加以靈活運用。
3、了解關于宇宙學的基本知識，激發探索未知世界的興趣，培養科學精神，提高思辨能力。
教學方法：自主學習、合作探究為主，點撥引導為輔，配合適當練習。
教學用具：多媒體教學課件。
課時安排：1課時。
教學程序：
一、導入新課。
投影幻燈1：
尸佼《尸子》：上下四方曰宇，往古來今曰宙。
屈原《天問》：遂古之初，誰傳道之？上下未行，何由考之？……九天之際，安放安屬？隅隈多有，誰知其數？
帕斯卡爾：人是一根能思想的葦草。
板書課題：宇宙的未來
學生簡介霍金，老師適當補充、強調：人類自古而今對宇宙的不斷追問與求索。
問題1：如果選擇注釋①霍金簡介中的兩個詞或短語來描述你所知道的霍金你會選擇哪兩個？
投影幻燈2：
當代的愛因斯坦
身殘志堅
要點：霍金輝煌的科學成就與堅強的意志品質。
設計意圖：激趣，培養準確整合信息能力。
二、自主學習。學生速讀課文，解決下列問題。
1、投影幻燈3：
根據課文有關內容將下列空缺處補充完整。
本文是霍金1991年1月在劍橋大學的一次講演錄。這篇演講從 和
的預言說起，然后過渡到自己對 的科學預言，結構嚴謹，重點突出。作者預測宇宙或將 ，或將 ，這取決于
，而現在，所以兩種結果都可能發生。
2、投影幻燈4：
思考：
（1）作者認為“科學預言也許并不比那些巫師或預言家更可靠些”，又說“我們
認為可以做可靠的預言”，兩者是否矛盾？為什么？
（2）作者最后說“兩方下賭注，以確保萬無一失”，這和巫師、宗教預言有何
不同？
學生獨立思考，然后與同學交流，不同理解可以討論。老師點撥思路、方法，對“微波背景”“平均密度”“暗物質”“黑洞”“人擇原理”等重要信息可以發動學生明確或給以提示，幫助理解，對于學生提出的疑難問題要妥善處理。
投影幻燈5：
微波背景(相同）→平均密度（相同） →（可以預言）
暗物質（引力） →（小）→膨脹（大）坍縮
設計意圖：理清思路，突出重點，培養獨立思考精神。
三、合作探究。
投影幻燈6：
說說加點詞語的作用，體會作者嚴密的語言，探究怎樣使語言表達更加嚴密。
1、它會是一部對未來預言的歷史，幾乎所有這些預言都是大錯特錯的。
2、那些定律在理解宇宙如何起始方面很重要，但是它不影響宇宙的未來演化，除非直到宇宙坍縮成一種高密度的狀態。
學生先獨立思考，然后小組內交流，探究怎樣可以使語言表達更加嚴密。老師指導，明確方法：加個限制或加個條件等。
板書：嚴密
投影幻燈7：
試給下列詞語加上適當的內容，使表達更加嚴密。
1、一個好教練就是一支好球隊。
2、沒有打不好的比賽，只有不合格的教練。
3、進攻是最好的防守。
設計意圖：體會科學語言的嚴密性，提高語言表達能力。
投影幻燈8：
賞析下列語句，說說在表現手法上有何的相同點，探究其在表達上的作用。
1、如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。
2、對我們而言，時空是顯得四維的，而在M理論是十維或者十一維的，這是怎么回事呢？為什么我們不能觀察到另外的六或七維呢？這個問題的傳統的，也是迄今仍被普遍接受的答案是，額外維全部被卷曲到一個小尺度的空間中，余下四維幾乎是平坦的。它就像人的一根頭發，如果你從遠處看它，它就顯得像是一維的線。但是如果你在放大鏡下看它，你就看到了它的粗細，頭發的的確確是三維的。在時空的情形下，足夠高倍數的放大鏡應能揭示出彎卷的額外維數，如果它存在的話。
（霍金《膜的新奇世界》）
學生思考討論上述語句的含義，探究比喻的重要作用。老師點撥，明確，適當參與討論，指導學生了解并體會霍金科學語言的形象性特點。鼓勵學生在文中找出其他的例子加以賞析。板書：生動
設計意圖：體會生動形象的語言在科普作品中的重要作用，激發閱讀霍金、走近霍金的興趣。
四、課堂小結。
投影幻燈9：
1、已知的事物是有限的，未知的事物是無窮的；我站立在茫茫無邊神秘莫測的汪洋中的一個小島上，繼續開拓是我們每一個人的職責。（英·赫胥黎）
2、2061年，76年公轉一圈的哈雷彗星再次如約回歸，它看到的人類社會將是一個更加崇尚科學的世界。（美·《為全體美國人的科學：達到科學、數學和技術脫盲的2061計劃報告書》）
學生交流學習本課的感受。老師適當補充：科學的傳承與創新。若時間緊可以略。
投影幻燈10：
1、道生一，一生二，二生三，三生萬物。
（老子《道德經》第42章）
2、有物混成，先天地生。寂兮寥兮，獨立不改，周行而不殆，可以為天下母。吾不知其名，字之曰道，強為之名曰大。大曰逝，逝曰遠，遠曰反。
（老子《道德經》第25章）
要點：人類若要真正了解宇宙，除了靠自然科學的發展，還應從2500年前中國的老子那里尋找智慧。
設計意圖：培養科學精神，使本課教學主旨得以升華。
宇宙的未來 篇10
一、課前預習
1、字音
咒語 拯救 尷尬 坍縮 混沌 估算 沮喪
詰問 倚重 模棱兩可
2了解作者霍金
3、閱讀文本 整體感知
要求：閱讀文本 初步感知 自讀梳理 理清結構 歸納要點 概括中心
預習問題：
a、給課文分層，明確作者講了幾層意思，并提煉出要點。提煉要點的方法是：或者摘錄文中的語句，或者用自己的語言組織。
二、課堂內容
明確目標
a了解作者及演講詞的特點，理解作者宇宙觀，學習比喻說理的寫作方法
b概括文章內容，準確提煉文章要點、理解文章中重要語句含義
c學習作者不斷追求探索的科學精神和勇敢頑強的人格力量
檢查預習、把握文本
a、給課文分層，明確作者講了幾層意思，并提煉出要點。提煉要點的方法是：或者摘錄文中的語句，或者用自己的語言組織。
研讀探究、突破重難點
【問題投放】為什么科學不可以預言人類社會的未來，卻可以預言宇宙的未來？
【整合答案】 ：
【問題投放】作者演講的題目叫宇宙的未來，卻先從古代的先知女巫談起，這部分內容是跑題了還是另有作用？請分析
【整合答案】
【問題投放】本文在論述過程中，常常用一些生動的比喻來說明事理。下列兩個比喻句各自說明了什么道理?
①“例如，如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”
②“這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講，它是完全不同的生命。”
【整合答案】
【問題投放】這篇文章語言幽默風趣，在說明科學道理的同時，創造出一種輕松愉快的氣氛，體現了演講詞的特點。試舉出例子，分析其表達效果。
【整合答案】
6、本文作為演講辭有哪些特點？
① ② ③
7、課堂練習 檢驗效果
閱讀課文完成下列習題
⑴作者在第一段中為什么說“即便我們知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去語言遙遠的未來”？原因分析錯誤的一項是（ ）
a.物理方程的解會呈現出一種稱作混沌的性質。
b.方程可能是不穩定的。
c.制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態的非常小的改變會導致非常不同的結果。
d.我們只是對宇宙的有關定律有所了解，缺乏深入的研究。
⑵為什么科學“不能預言人類社會的未來”，卻“可以預言宇宙遙遠的未來”（ ）
a.因為前者是混沌的，不確定的；而“宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的。因此我們可以預言宇宙遙遠的未來”。
b.人類社會的未來是復雜的，而宇宙的行為在非常大尺度下是混沌的。
c.因為前者是確定的，所以預言困難；而“宇宙的行為在非常大尺度下是混沌的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來”。
d.人來社會的未來根本就無法語言的，因為方程是唯一的，宇宙的行為在非常大尺度下是有規律的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來。
⑶下列對作者對宇宙的未來的預言與巫師、宗教預言家對人類社會未來的預言的說法錯誤的一項是（ ）
a.作者的預言是有科學根據的，是運用天體物理學理論進行的科學推測、科學預言。
b.巫師、宗教預言家的預言是沒有科學根據可言的。
c.因為制約大腦的方程式混沌的，所以.巫師、宗教預言家對人類社會的預言注定就是荒唐的。
d.作者對宇宙的未來的預言與巫師、宗教預言家對人類社會未來的預言，就本質來說，沒有區別，因為人類社會的未來根本就是無法預言的。
⑷本文在論述過程中，常常用一些生動的修辭方法來說明事理。對此，下列說法不正確的一項是（ ）
a.“例如，如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”這個比喻生動地說明了“即便我們知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來”。
b.“這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢？人們可以同樣地講，它是完全不同的個體。”用這個比喻形象地說明宇宙在大擠壓處終結后，并不是任何發生在“之后”的事件都是另一個相分離的宇宙的部分。
c.“宇宙的其他地方對于地球上發生的任何事物根本不在乎。”用擬人的手法說明在一段時間之后，就不可能預言運動的細節。
d.“在地球大氣的情形下，這個時間尺度是五天的數量級，大約為空氣繞地球吹一圈的時間。”用擬人的手法形象地說明人們沒有辦法對具體的天氣情況作出準確的預報。
8、拓展提高
閱讀文章，完成下列習題（成都市XX屆高中畢業班第二次診斷性檢測 ）
“藍牙”(b1uetooth)本是十世紀統一了丹麥的國王的名字，現取其“統一”的含義，用來命名意在統一無線局域網通訊標準的藍牙技術。1998年5月，愛立信、諾基亞、東芝、ibm和英特爾等五家著名廠商在聯合開展短程無線通信技術的標準化活動時提出了“藍牙技術”這一概念。藍牙技術是一種提供短距離無線傳輸的應用技術。這五家廠商力圖使藍牙技術能夠成為未來的無線通信標準。這種全球統一的標準帶來了無窮無盡的創造力。
藍牙技術在現代通信網絡的最后10米，將像一種無處不在的數字化神經末梢一樣，把各種網絡終端設備、各種信息化設備，都“無線”地連接起來。利用藍牙技術，能夠有效地將移動電話與筆記本電腦、掌上電腦以及各種數字化的信息設備連接起來，從而甩掉常用的有線通信電纜；同時形成一種個人身邊的網絡，使得身邊的各種信息化的移動便攜設備都能無縫地實現資源共享。
因為其開放性，藍牙技術目前只是一個規范，還沒有成為行業標準。不同品牌、型號的 設備之間互通還存在一些問題。但藍牙技術本身具有很多優勢：藍牙一般工作在不需交納費用的全球通用的工業、科學和醫療頻段即2.4ghz的1sm頻段上；可實時進行數據和語音傳輸；由于采用了先進的調頻和糾錯編碼技術，藍牙具有很好的抗干擾能力，在配備了藍牙的設備之間可以進行更加可靠的通信。另外，藍牙具有很強的移植性，可應用于多種通信場合，如wap、gsm等，引入身份識別后可以靈活實現漫游。而且藍牙設備功耗低，容易實現，便于推廣，對人體危害也小。
就目前的發展情況來看，藍牙技術在手機、耳機、pad、數碼相機和數碼攝影機等設備上都有應用，也正應用于無線設備、圖像處理設備、安全產品、消費娛樂、汽車產品、家用電器等諸多領域。就藍牙手機而言，它可以很方便地和電腦連接，實現文件互傳，除了圖片、鈴聲、和java小游戲外，一般的文檔也能傳到藍牙手機中，這樣就可以把藍牙手機當成u盤使用了。藍牙手機能夠在一定范圍內與筆記本電腦無線連接，讓筆記本電腦無線上網成為現實。兩個同樣持有藍牙手機的用戶還可以通過手機交換名片、電話和手機鈴聲，或者無線聯機游戲。再加上相匹配的藍牙頭盔、藍牙眼鏡、藍牙外套等等一系列產品，藍牙的無線優點可以讓你盡情體驗魅力時尚的新生活。
隨著藍牙技術的不斷成熟，在逐漸解決制造成本、統一標準和工作的安全性等三個主要問題后，各種藍牙產品將更加深入人們的生活，改變人們的生活與工作方式，并大大提高人們的生活質量。
1.下列對藍牙技術的解釋最準確的一項是
a.藍牙技術是用丹麥國王名字命名，意在統一無線局域網通訊標準的無線傳輸
應用技術。
b藍牙技術是由愛立信、諾基亞、東芝、ibm和英特爾聯合提出的未來的無線
通信標準。
c.藍牙技術是信息設備問及信息設備與網絡間的一種短距離無線化通信傳輸應
用技術。
d.藍牙技術是一種能把各種網絡終端設備、各種信息化設備連接起來的無線通
信標準。
2.下列表述，不符合原文意思的一項是
a目前，作為一個規范，藍牙技術還沒有成-為行業標準，不同品牌及型號的設
備之間互通還存在一些問題。
b應用藍牙技術，信息設備間可以進行一定范圍內的互聯，實現方便、穩定、
可靠、安全的無線通信。
c.用戶不必繳納任何頻段使用費用就可在全世界通用的工業、科學、醫學頻段
上使用藍牙設備。
d藍牙技術具有很強的移植性，可以應用于多種通信場合，引入身份識別后可
以靈活實現漫游。
3.依據原文信息，下列推斷不正確的一項是
a.藍牙設備功耗低，容易實現，便于推廣，在解決了所面臨的標準化這一最重
要的問題后，其發展和推廣將是無障礙的。
b基于藍牙技術，筆記本電腦、移動電話能夠隨時隨地接人打印機、數碼相機、
記錄儀、攝影機等辦公設備，從而組成便捷的移動辦公室。
c.目前，藍牙技術在手機、數碼相機和數碼攝影機等設備上的應用已經改變了
人們的生活工作方式，促進了生活工作質量的提高。
d.隨著藍牙技術自身的不斷發展，其應用領域一定會得到不斷的拓展，同時，
它也會給移動通信的進一步發展帶來新的動力。
宇宙的未來 篇11
教學目標
一、知識與技能
1、了解有關宇宙學的一些知識；
2、了解演演講的一些特點。
二、情感態度與價值觀
通過本文的學習，激發學生對宇宙奧秘的探索熱情。
三、過程與方法
運用多媒體使學生系統的掌握相關知識。
教學重點
1、了解有關宇宙學的一些知識；
2、了解演講稿的一些特點。
教學難點：
引導學生體會這篇講演幽默的語言風格，提高自己的思維和語言表達能力。
課時安排
1課時
教學步驟
一、導入新課
在當今世界的自然科學領域，能夠和愛因斯坦比肩的人物恐怕應當首推史蒂芬·霍金了，他不但做出了輝煌的科學成就，其堅強的意志品質也深深地感染著我們，我們今天就來學習他的一篇演說辭《宇宙的未來》（板書課題）。
仰望燦爛的星空，我們會肅然起敬，產生無窮無盡的聯想和想像。從古到今，人們對于宇宙的猜測和探索從來也沒有停止過。如屈原在《天問》里就發出了一系列的探問：“遂古之初，誰傳道之？上下未形，何由考之？九天之際，安放安屬？隅隈多有，誰知其數？天何所沓？十二焉分？日月安屬？列星安陳？出自湯谷，次于蒙汜，自明及晦，所行幾里？”中國古代的宇宙學有渾天說、蓋天說、宣夜說等，西方有日心說、地心說等。然而直到20世紀誕生現代宇宙學，人們對宇宙的認識才有了根本性的突破。本文作者是當代著名的理論物理學家，他以“宇宙的未來”這樣玄而又玄的話題在劍橋大學作講演，對我們認識宇宙有哪些啟示呢？
2、作者簡介
史蒂芬·霍金是繼阿爾伯特·愛因斯坦之后最杰出的物理學家。霍金1942年出生于英國牛津，先后就讀于牛津大學和劍橋大學，學習數學、物理學和宇宙學。1963年，霍金經診斷得了肌萎縮性側索硬化癥。這種病會引起肌肉萎縮，導致癱瘓；說話會越來越困難，直至完全喪失語言能力；患者通常因并發肺炎或窒息而死亡。不過，患者的思維能力包括記憶能力不受影響。醫生告訴霍金他最多只能活兩年。在經歷了一段短暫的失望和沮喪后，霍金又開始了他的宇宙學研究。霍金后來在相對論、“大爆炸”和黑洞等領域取得了突出的研究成果。霍金1988年出版的宇宙學著作《時間簡史：從大爆炸到黑洞》，是一部里程碑式的暢銷書。霍金被確診患病已三十多年，但他仍孜孜于宇宙起源的理論研究，仍在為大統一理論而耕耘不已。霍金現任劍橋大學盧卡斯數學教授，這也是牛頓爵士曾擔任過的職位。
二、重點、難點的學習與目標達成過程
1、霍金對宇宙未來的預言主要有哪些觀點？
（1）宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關，如果平均密度小于某個臨界值，它就會永遠膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結。
（2）在螺旋星系和星系團中應該存在有某種看不見的暗物質，它的引力吸引足以把高速旋轉的星系牢牢抓住，不至于使這些星系或星系團飛散開去。
（3）如果宇宙繼續膨脹下去，五十億年后，太陽將耗盡它的核燃料，變成一顆白矮星。在大約一百億年后，具有太陽質量的恒星將變成白矮星或中子星，具有更大質量的恒星會變成黑洞。
（4）黑洞中粒子的速度有可能超過光速逃出黑洞，只要有足夠長的時間，巨大的黑洞也可以“蒸發”掉。
（5）在星系或星系團之外，應該存在有足夠的暗物質，這些暗物質能使密度達到臨界值，從而可能會使宇宙最終坍縮。但這個時間肯定在一百五十億年之后。
2、初讀課文，找出一些關鍵詞語，把握文章大意。
從標題和開頭都可以看出文章要談的是對宇宙未來的預測，初讀文章就應該找出與這一預測有剮的關鍵詞語，最重要的應該有兩個：“膨脹”與“坍縮”，然后進一步找到與這兩個詞相剮聯的其他關鍵詞：“平均密度”和“暗物質”，即可基本把握文章大意。
3、細讀課文，弄清這些關鍵詞語之間的關系，把握作者的觀點。
作者的觀點是：宇宙的膨脹和坍縮與宇宙的平均密度有關，如果平均密度小于某個臨界值，唆就會永遠膨脹。如果平均密度大于臨界值，宇宙就會坍縮，時間本身就會終結。事實上，現在的密度似乎非常接近與把坍縮和無限膨脹區分開來的臨界密度。但宇宙的未來是膨脹還是坍縮，仍尚難定論。
4、抓住生動的比喻，理解作者的觀點。
在闡明科學道理的時候，作者用了一些人們熟知的事例，有助于我們理解文章的觀點。如：“例如，如果你稍微改變一下你旋轉賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”
三、研讀課文，討論問題（學生組成學習小組討論）
1、文章內容是談對宇宙未來的預測，為什么開篇卻談巫師預言的尷尬、宗教預言的失敗？
在講演的開頭，作者就指出，預言將來是非常困難的，預言宇宙的將來尤其困難。雖然如此，科學家對此仍然滿懷信心。課文第2段，作者卻話題一轉，考察起預言的歷史。提及預言，人們會不由自主地想到古代的巫術。女巫用“毒藥或火山溢出的氣體”把自己“弄得精神恍惚”，不過是為了增加一點兒神秘色彩，“而真正的技巧在于解釋”。近代宗教預言也是這樣，不斷用新的解釋來掩飾預言的失敗，如“首先要數出獲救者名單”等。那么，科學家的預言是不是也像古代的預言家一樣是一時的“騙術”呢？作者指出，“科學預言也許并不比那些巫師或預言家的更可靠些”，比如對天氣預報、對“極端條件下物體的精確的定律”，以及對大腦的工作機制等，都還缺乏準確的判斷。但是，“宇宙在非常大的尺度下的未來”，還是可以預言的。
2、作者說將宇宙中的暗物質考慮在內，也遠遠達不到宇宙重新坍縮的臨界密度，據此則可預言宇宙會繼續無限地膨脹下去，為什么后文又說宇宙最終可能會坍縮？
預言宇宙的未來，“關鍵問題在于：平均密度是多少？如果它比臨界值小，宇宙就將永遠膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮”。
3、對宇宙的未來，作者以為是可以預測呢，還是不可以預測？
宇宙中的局部運動也許會出現混沌狀態，但宇宙在大尺度上是可以預測的。宇宙正在高速膨脹，其他星系正在飛速離我們遠去。宇宙微波背景輻射證明了宇宙的膨脹大體上“是平滑的而非混沌的”，因為如果宇宙的膨脹率和平均密度不均勻，來自宇宙各個方向的宇宙微波背景輻射溫度就不會如此一致。“這表明，宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的。因此我們可以預言宇宙遙遠的未來。”
四、演講的特點
1、生動的導引
這篇科技論文是演講辭，具有演講的特點。預言宇宙的未來，雖然是一個嚴肅的科學話題。但如果就事論事，很容易枯燥乏味。演講需要激起聽眾的興趣。演講者從古代的巫術和近代的宗教預言談起，既增加了趣味性，又深化了講演的主題──在與巫術的對比中，更顯出了科學的求實精神。
2、嚴謹的推理
作為一篇科學演講，其最終目的是讓人信服。本文嚴謹的推理，增強了說服力。宇宙雖然復雜，但它在大尺度上又是可以描述的。宇宙的密度是決定其命運的關鍵，然而，確定這一點非常不易。演講者從可見物質談到暗物質，從成熟的理論談到科學假說，把問題講得透徹明白。沒有作出一個明確的預言，也說明了演講者嚴謹的科學態度。
3、幽默的語言
演講是面對面的交流，這種交流是單向的，如果不注意演講的語言藝術，就達不到最佳的表達效果。這篇演講語言幽默，創造出一種輕松愉快的氣氛，使所論述的問題更易于為聽眾接受。如，文中有一段話說：“我比其他的末日預言者更占便宜。即使宇宙將要坍縮，我可以滿懷信心地預言，它至少在一百億年內不會停止膨脹。我預料那時自己不會留在世上被證明是錯的。”以揭示自己“自私”的心理表示幽默，同時傳達出重要的信息：宇宙“至少在一百億年內不會停止膨脹”。
五、布置作業
完成“研討與練習一、二”。
六、反思
通過本文的學習，激發了學生對宇宙奧秘的探索熱情。
宇宙的未來 篇12
鄭逸農 楊艷果
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【自讀導言】
自讀要求
1.能讀懂本演講錄的內容。2.學習本文生動、幽默的演講風格。
3.感受科學精神，增進科學素養。
(解說：本文雖說是演講錄，但其實就是一篇科技論文，加上語言的歐化風格，要讀懂全文并不容易，所以設置了第一個要求；生動、幽默是霍金的演講風格，是其演講獨具魅力的原因之一，因此設置了第二個要求；本文是傳播科學知識的演講錄，需要讓學生從中感受到科學精神，增進科學素養，因此設置了第三個要求。)
自讀重難點
1.提煉本文的要點，增強概括能力。
2.探究本文的內涵，增強分析能力。
(解說：這兩點按本單元的學習重點設計，順應編輯的教材編排意圖。)
【自讀程序】
總的原則是：多次自讀，逐層領悟，逐個落實學習重點。具體如下：
1.初讀，總體感知。
結合注釋，通讀全文，總體感知。
讀后能用一句話簡要地說出本文講了什么。
明確：本文講的是宇宙的未來問題，預測了兩種結局：或膨脹，或收縮。
2.再讀，提煉要點。
要求比上一次讀得細一些，邊讀邊給課文分段，明確作者講了幾層意思，并提煉出要點。提煉要點的方法是：或者摘錄文中的語句，或者用自己的語言組織。
明確：
要點依次為：①科學家有信心預言未來。②巫師的預言模棱兩可，宗教的預言屢測屢敗。③物理方程、制約大腦的方程具有混沌性，因此我們不能預言人類；而宇宙的行為在非常大尺度下卻是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來。④宇宙的未來有兩種可能，一是繼續膨脹下去，二是收縮以至坍縮成一個點。是膨脹還是坍縮，取決于宇宙的平均密度。⑤宇宙現在的密度非常接近于把坍縮和膨脹區分開來的臨界點上，所以兩種可能都會發生。
3.三讀，探究內涵。
要求比上一次讀得更深入，能對某些語句的內涵進行分析，也能對作者的某個觀點進行評析，或者對作者的整個科學思想進行闡述分析。
4.交流討論。
交流討論可以在前三步之后綜合進行，也可以在每一步(初讀、再讀、三讀)之后分別進行。對總體感知的情況、提煉要點的情況、探究內涵的情況依次進行交流討論。可以先在小組(前后桌為一組)內進行，然后每個小組選一人參與全班交流。
(解說：本自讀程序力圖體現學生的自讀、自得、互動。讓學生自主發展，自我提高。)
【自讀點撥】
本文是史蒂芬·霍金1991年1月在劍橋大學的一次演講錄。
這篇演講，從古代巫師的預言，談到近代宗教的預言，然后過渡到自己對宇宙未來的預言，結構嚴謹，重點突出。作者運用天體物理學理論，對宇宙未來作出了兩種預測，一是繼續膨脹下去；二是收縮以至坍縮成一個點。是膨脹還是收縮，取決于宇宙的平均密度。“如果它比臨界值小，宇宙就將永遠膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮，而時間就會在大擠壓處終結。”可“現在密度似乎非常接近于把坍縮和無限膨脹區分開來的臨界密度”，所以兩種結果都有可能。
本文專業性強，歐化語言明顯，閱讀起來非常吃力，難讀、難懂。高考試卷上的科技說明文、科技論文只有三四段，考生讀起來已經非常吃力，而這里卻有整整26段，是前者的六七倍。所以教學本文時一方面要讓學生充分閱讀，自主探究，但同時也要積極發揮教師的引導作用，將學生由淺入深地引導下去。
在引導過程中，可以將以下問題靈活地插入上面的“自讀程序”中。(特別是發現學生在“探究內涵”不夠深入時。)
1.作者在第8段中為什么說“即使知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來”?為什么第10段又說“盡管我們知道制約人類行為的方程，但在實際上我們不能預言它”?
明確：“因為物理方程的解會呈現出一種稱作混沌的性質”，“方程可能是不穩定的”；同樣，“制約大腦的方程幾乎肯定具有混沌行為，初始態的非常小的改變會導致非常不同的結果”。
2.為什么科學“不能預言人類社會的未來”，卻“可以預言宇宙遙遠的未來”?
明確：因為前者是混沌的，不確定的；而“宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的，因此我們可以預言宇宙遙遠的未來”。
3.作者對宇宙的未來的預言與巫師、宗教預言家對人類社會未來的預言有何不同?
明確：前者是有科學根據的，是運用天體物理學理論進行的科學推測，科學預言；而后者是沒有科學根據可言的。——其實，從上面的題目就可知道，人類社會的未來根本就是無法預言的，因為方程是混沌的，所以巫師、宗教預言家對人類社會的預言注定就是荒唐的。
4.對宇宙未來的預言，關鍵是要弄清宇宙的什么問題?
明確：“對宇宙未來的預言，其關鍵問題在于：平均密度是多少。”
5.作者認為宇宙的未來會是怎樣的?
明確：會有兩種可能：“如果它比臨界值小，宇宙就將永遠膨脹，但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮。”
(解說：設計這些題目旨在讓教師引導學生探究文章的內涵，由表及里，將自讀引向深入、準確。)
【自讀思考】
1.根據作者的論述，我們目前所能看到的宇宙物質最多是“臨界值”的百分之一，似乎不足以使宇宙坍縮。然而作者又指出，“也許存在足夠的暗物質，使宇宙最終坍縮”。宇宙中存在暗物質的證據是什么?作者又舉了哪兩種假說，說明現在的宇宙密度可能就在臨界狀態?
明確：宇宙中存在暗物質“一個證據來自于螺旋星系”，“必須存在某種看不見的物質形式，其引力吸引足以把這些旋轉的星系牢牢抓住”；“另一個證據來自于星系團”，“要不是引力吸引把星系抓到一起，這些星系團就會飛散開去……所以，在星系團中我們觀測到的星系以外必須存在額外的暗物質”。
作者為了說明現在的宇宙密度可能就在臨界狀態，列舉了兩種假說，“一種是所謂的人擇原理”，另一種是“極早期宇宙的暴漲理論”。
(解說：此題旨在引導學生探究文章的內涵。同樣是探究文章的內涵，上面五個問題是宏觀的，環環相扣，步步深入，這一個則是微觀、細碎的，所以單獨列在“自讀思考”中。)
2.本文在論述過程中，常常用一些生動的比喻來說明事理。下列兩個比喻句各自說明了什么道理?
①“例如，如果你稍微改變一下你旋轉輪賭盤的方式，就會改變出來的數字。你在實際上不可能預言出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財。”
明確：用這個比喻生動地說明了“即使我們知道了制約宇宙的有關定律，我們仍然不能利用它們去預言遙遠的未來”。
②“這有一點像是再投胎。如果有人聲稱一個新生的嬰兒是和某一死者等同，如果該嬰兒沒從他的以前的生命遺傳到任何特征或記憶，這種聲稱有什么意義呢?人們可以同樣地講，它是完全不同的生命。”
明確：用這個比喻形象地說明宇宙在大擠壓處終結后，并不是任何發生在“之后”的事件都是另一個相分離的宇宙的部分。
(解說：此題旨在引導學生領會、學習作者善于用比喻來說理的技巧。)
3.這篇文章語言幽默風趣，在說明科學道理的同時，創造出一種輕松愉快的氣氛，體現了演講詞的特點。試舉出三個例子，分析其表達效果。
明確：
例如：①“……這些日期使股票市場下瀉。雖然它使我百思不解，為何世界的終結會使人愿意用股票來換錢，假定你在世界末日什么也帶不走的話。”這句話讓人在笑聲中悟到人類自身的某些缺陷和某些思維誤區。②“據說，1844年是第二次回歸的開始，但是首先要數出獲救者名單。只有數完了名單，審判日才降臨到那些不列在名單上的人。幸運的是，數人名看來要花很長的時間。”這句話幽默中含著揶揄和諷刺，揭露了宗教預言師的荒謬，表現了對方屢測屢敗卻又想方設法自圓其說的尷尬與可笑。③“如果暴漲理論是正確的，則宇宙實際上是處在刀鋒上。所以我正是繼承那些巫師或預言者的良好傳統，兩方下賭注，以保萬無一失。”聽眾明知作者做的是科學的預言，和巫師他們完全不同，可作者卻有意將自己降為他們的同類，一是說明自己恰好也有兩種預測，二是順勢又對他們進行嘲諷。這種智慧的表達既帶來了輕松愉悅的氣氛，又大大增加了自己與聽眾的親和力。
(解說：此題旨在引導學生領會并學習作者幽默風趣的演講風格。)
4.下面這段話引自霍金2002年8月15日在浙江大學的公眾演講《膜的新奇世界》，讀后請用其中的原句提煉本段的要點，并同課文做比較閱讀，說說霍金在介紹深奧理論時喜歡采用什么方式來讓聽眾聽明白?
“按照我的意見，膜世界啟始的更遠為吸引人的解釋是，它作為真空中的起伏而自發產生。膜的產生有點像沸騰水中蒸氣泡的形成。水液體中包含億萬個H2O分子，它們在最靠近的鄰居之間耦合，并且擠在一起。當水被加熱上去，分子運動得更加快，并且相互彈開。這些碰撞偶然賦予分子如此高的速度，使得它們中的一群能擺脫它們的鍵，形成熱水圍繞著的蒸氣小泡泡。泡泡將以隨機的方式長大或縮小，這時液體中來的更多的分子參與到蒸氣中去，或者相反的過程。大多數小蒸氣泡將會重新塌縮成液體，但是有一些會長大到一定的臨界尺度，超過該尺度泡泡幾乎肯定會繼續成長。我們在沸騰時觀察到的正是這些巨大的膨脹的泡泡。”
明確：這是遷移運用題。體現本段要點的句子是“膜的產生有點像沸騰水中蒸氣泡的形成。”作者喜歡用比喻的方式將深奧的理論說得通俗易懂。
5.課文中霍金對宇宙未來的預言，你怎么看?老師鼓勵學生發表有創見的觀點，只要態度科學，能自圓其說即可。
(解說：設計該題旨在引導學生獨立思考，培養獨立的人格，同時也培養獨立的科學精神。學生可以暢所欲言，比如認為霍金的觀點只是一家之言，只是一種推測，無法得到證實，他和愛因斯坦的相對論一樣，雖然都很偉大，但都只是一種理論，一種思想，缺少科學的實證，因此也都沒能獲得需要實證的諾貝爾獎。其他科學家站在另外的角度來思考來假設，或許會有不同的結論，不同的發現。所以青少年對霍金的觀點可以學習，可以接受，但不能迷信，不能束縛自己的思維。)
6.霍金的中國學生吳忠超教授這樣介紹史蒂芬·霍金：在相對論和引力論領域，霍金是繼愛因斯坦之后最偉大的代表人物。他的第一項工作是和彭羅斯一起證明了廣義相對論的奇性定理；第二項工作是創立了黑洞物理理論，其中有黑洞的無毛定理和黑洞視界面積增加定理；第三項工作是研究極早期宇宙和宇宙的創生，其量子宇宙學使人們單獨地從科學定律即能預言出宇宙中的一切。而他所有這些成就都是在他患盧伽雷病(肌肉萎縮性側面硬化病)后的40年間所做的。在科學史上有許多殘疾科學家，但是像霍金這樣殘疾到這種程度的則絕無僅有——21歲就患病，幾十年被禁錮在特制的輪椅上，全身只有三個手指能活動，不能講話，與人交談要靠計算機合成語言，有了新的想法也只能通過三個手指“敲擊”進語言合成器里保存……可就是這樣一個重度殘疾的人，卻把研究的目標直指浩瀚的宇宙。
在《果殼中的宇宙》一書中，霍金引用了莎士比亞戲劇《哈姆雷特》里一句充滿詩意的臺詞：“我即使被關在果殼里，仍自以為是無限空間之王!”這句臺詞形象地道出了霍金的崇高精神追求，使人們親眼看到了“果殼”中的那個挑戰命運的不屈的靈魂。他曾說：“只要有智慧和精神在，沒有什么能打倒自己。身體的健康固然重要，心靈的健康也會給你無窮的力量。”在少年霍金的心中，崇拜的不是歌星或球星，而是貝特朗·羅素，一位不知疲倦的思想家、哲學家和科學家。
那么你呢?你怎么看待霍金?十年前，一家青少年調查機構調查出我國中學生最崇拜的人物是歌星劉德華、影星劉曉慶、球星貝利，“三星高照”。你又怎樣看待這一現象?
(解說：科學和人文是教育的兩大內容，學習本文可以增進學生的科學素養，因此設計了上題；而從作者霍金的身上，還能感受到高尚的人格魅力，因而設計了本題。霍金的朋友曾這樣感慨：“可以相信，當他所熱愛的東西都失去時，他不僅堅強地活著，而且偉大地活著，那么他所帶給我們的不僅僅是科學的智慧，還有人類最可貴的精神。”教師可介紹霍金的生平，介紹霍金2002年8月來華刮起的“霍金旋風”，讓學生產生積極的情感體驗，學習霍金戰勝自我、挑戰極限、追求科學的頑強品質。對于“三星高照”的現象，能夠引發學生的深入思考，并作出較為正確的評價，比如這樣評價：這一現象的出現，既有中學生自身價值取向的問題，也有新聞媒體的誤導問題。要讓學生意識到，只有在正確的價值取向引導下，個人才能體現出最大的人生價值，社會才能快速向前發展。)
【課外作業 】
1.仿照本文幽默風趣的語言風格，寫一個演講片段，題目是《霍金·明星·我》。
2.閱讀霍金的名著《時間簡史》、《果殼中的宇宙》(2002年8月霍金在浙江大學的公眾演講《膜的新奇世界》就選自其中)。
(解說：兩個題目，一讀一寫，由課文深化、拓展開去。教師給定一個完成的時間，然后在全班交流，將學習氣氛推向高潮。)
宇宙的未來 篇13
教學目標
一、知識教育目標
1.了解有關宇宙學的一些知識；
2.了解演講稿的一些特點。
二、能力培養目標
1.學習舉辦科普講座，以提高講座的科學性、規范性；
2.通過和本單元前面的課文進行比較，提高比較閱讀的能力。
三、德育滲透目標
通過本文的學習，激發學生對宇宙奧秘的探索熱情。
四、美育滲透目標
引導學生體會這篇講演幽默的語言風格，提高自己的思維和語言表達能力。
重點、難點、疑點及解決辦法
重點：
1.了解有關宇宙學的一些知識；
2.了解演講稿的一些特點。
難點：
1.學習舉辦科普講座，以提高講座的科學性、規范性；
2.通過和本單元前面的課文進行比較，提高比較閱讀的能力。
課時安排
1課時
教學步驟
一、明確目標
1.了解有關宇宙學的一些知識；
2.了解演講稿的一些特點。
3.通過和本單元前面的課文進行比較，提高比較閱讀的能力。
二、整體感知
1.導入新課
在當今世界的自然科學領域，能夠和愛因斯坦比肩的人物恐怕應當首推史蒂芬•霍金了，他不但做出了輝煌的科學成就，其堅強的意志品質也深深地感染著我們，我們今天就來學習他的一篇演說辭《宇宙的未來》（板書課題）。
仰望燦爛的星空，我們會肅然起敬，產生無窮無盡的聯想和想像。從古到今，人們對于宇宙的猜測和探索從來也沒有停止過。如屈原在《天問》里就發出了一系列的探問：“遂古之初，誰傳道之？上下未形，何由考之？……九天之際，安放安屬？隅隈多有，誰知其數？天何所沓？十二焉分？日月安屬？列星安陳？出自湯谷，次于蒙汜，自明及晦，所行幾里？”中國古代的宇宙學有渾天說、蓋天說、宣夜說等，西方有日心說、地心說等。然而直到20世紀誕生現代宇宙學，人們對宇宙的認識才有了根本性的突破。本文作者是當代著名的理論物理學家，他以“宇宙的未來”這樣玄而又玄的話題在劍橋大學作講演，對我們認識宇宙有哪些啟示呢？
2.作者簡介
史蒂芬•霍金是繼阿爾伯特•愛因斯坦之后最杰出的物理學家。霍金1942年出生于英國牛津，先后就讀于牛津大學和劍橋大學，學習數學、物理學和宇宙學。1963年，霍金經診斷得了肌萎縮性側索硬化癥。這種病會引起肌肉萎縮，導致癱瘓；說話會越來越困難，直至完全喪失語言能力；患者通常因并發肺炎或窒息而死亡。不過，患者的思維能力包括記憶能力不受影響。醫生告訴霍金他最多只能活兩年。在經歷了一段短暫的失望和沮喪后，霍金又開始了他的宇宙學研究。霍金后來在相對論、“大爆炸”和黑洞等領域取得了突出的研究成果。霍金1988年出版的宇宙學著作《時間簡史：從大爆炸到黑洞》，是一部里程碑式的暢銷書。霍金被確診患病已三十多年，但他仍孜孜于宇宙起源的理論研究，仍在為大統一理論而耕耘不已。霍金現任劍橋大學盧卡斯數學教授，這也是牛頓爵士曾擔任過的職位。
三、重點、難點的學習與目標達成過程
1.感知課文，明確本文的整體寫作思路。
在講演的開頭，作者就指出，預言將來是非常困難的，預言宇宙的將來尤其困難。雖然如此，科學家對此仍然滿懷信心。
課文第2段，作者卻話題一轉，考察起預言的歷史。提及預言，人們會不由自主地想到古代的巫術。女巫用“毒藥或火山溢出的氣體”把自己“弄得精神恍惚”，不過是為了增加一點兒神秘色彩，“而真正的技巧在于解釋”。近代宗教預言也是這樣，不斷用新的解釋來掩飾預言的失敗，如“首先要數出獲救者名單”等。那么，科學家的預言是不是也像古代的預言家一樣是一時的“騙術”呢？作者指出，“科學預言也許并不比那些巫師或預言家的更可靠些”，比如對天氣預報、對“極端條件下物體的精確的定律”，以及對大腦的工作機制等，都還缺乏準確的判斷。但是，“宇宙在非常大的尺度下的未來”，還是可以預言的。
宇宙中的局部運動也許會出現混沌狀態，但宇宙在大尺度上是可以預測的。宇宙正在高速膨脹，其他星系正在飛速離我們遠去。宇宙微波背景輻射證明了宇宙的膨脹大體上“是平滑的而非混沌的”，因為如果宇宙的膨脹率和平均密度不均勻，來自宇宙各個方向的宇宙微波背景輻射溫度就不會如此一致。“這表明，宇宙的行為在非常大尺度下是簡單的，而不是混沌的。因此我們可以預言宇宙遙遠的未來。”
從目前的情況看，宇宙中星系之間的距離在增大，但是星系之間的引力吸引有可能降低膨脹率。“如果宇宙的密度大于某個臨界值，引力吸引將最終使膨脹停止并使宇宙開始重新收縮。宇宙就會坍縮到一個大擠壓。”“大擠壓”和“大爆炸”前的狀態相似，“具有無限密度”，“物理定律在這種狀態下失效”。
這樣，預言宇宙的未來，“關鍵問題在于：平均密度是多少？如果它比臨界值小，宇宙就將永遠膨脹。但是如果它比臨界值大，宇宙就會坍縮”。
但是，計算宇宙的平均密度并不容易。把我們現在能看到的恒星質量加起來，還不到臨界值的百分之一；即使加上“氣體云的質量”，最多達到臨界值的百分之一。但是，我們能不能據此得出宇宙將永遠膨脹下去的結論呢？還不能。因為宇宙中還存在許多暗物質，這些暗物質我們肉眼看不見，不能直接觀測到。黑洞就是這類暗物質，它是超大恒星死亡的產物。霍金對黑洞的解釋是：“空間一時間的一個區域，因為那兒的引力是如此之強，以至于任何東西甚至光都不能從該處逃逸出來。”（見《時間簡史》一書所附《小辭典》）我們雖然看不見黑洞的存在，但可以通過觀察螺旋星系和星系團來判斷它們的存在：能使大質量的星系或星系團繞之旋轉的東西，其質量一定比這些星系和星系團大得多。
作者指出，根據現在的觀測研究，將這些暗物質估算在內，“仍然只達到要使宇宙重新坍縮的臨界質量的百分之十左右”。于是有人擇原理和暴漲理論為之說，前者假設有多個宇宙共存，而我們所能理解的只是身處其中的一個；后者認為宇宙可能采取一種非常規的方式突變，從一個微小的尺度很快達到臨界狀態。
歸根到底，宇宙的未來只有兩種命運：繼續膨脹，或可能收縮。這取決于宇宙現有的密度，所以，科學家在沒有稱算出宇宙的重量之前，不得不承認“宇宙實際上是處在刀鋒上”，所以要繼承巫師或預言家的傳統：“兩方下賭注，以保萬無一失。”
2.研讀課文，討論問題。
（1）作者是怎樣探討“宇宙的未來”的？
【明確】作者先從古代的巫術和近代的宗教預言談起，引出話題，說明從科學的角度談論宇宙的未來是非常嚴肅的事，科學有別于宗教的地方是它的求實精神。探討宇宙是繼續膨脹還是有可能收縮是這篇講演的主體部分，計算宇宙的密度又是這一主體部分的關鍵，有關宇宙中物質密度臨界值的探討，則把問題引向深入。最后，介紹兩種新的理論——人擇原理和暴漲理論，則體現了科學界最新的探索。作者從可見物質談到暗物質，從成熟的理論談到科學的假說，把問題講得透徹明白。最后沒有做出一個明確的預言，恰恰說明了他嚴謹的科學態度。
（2）怎樣理解本文的一些相關論述？
【明確】這是一篇科學講演，涉及較為復雜的背景知識。這些知識和講演的主題是密切相關的，如果不作必要的交待，講演的內容就會顯得抽象和單薄。如，談到天氣預報、大腦工作原理都具有混沌性質，來反襯宇宙在大尺度上是“平滑而非混沌”的；如，談到恒星的死亡（歸宿）引出黑洞，為宇宙中暗物質的存在尋找理論支持；如，談到現存宇宙對初始密度的極度敏感，引出了“人擇原理”等等。這些相關的論述，或從對立面凸顯觀點，或從縱深面強化觀點，使論證豐富多彩。
（3）這篇講演在語言上具有怎樣的特點？
【明確】講演是面對面的交流，這種交流又是單向度的，如果不注意講演的語言藝術，就達不到最佳的表達效果。這篇講演，除了推理嚴謹外，語言幽默也是其突出的特點。幽默的語言創造出一種輕松愉快的氣氛，更具有親和力，使所闡發的事理更容易為聽眾接受。如，談到輪賭盤的旋轉具有混沌性質，作者說即使是物理學家也不能計算出它“出來的數字，否則的話，物理學家就會在賭場發財”，這就生動地說明了什么是混沌現象；如，文章最后一句話：“所以我正是繼承那些巫師或預言者的良好傳統，兩方下賭注，以保萬無一失。”兼有諷刺與幽默，對宇宙未來命運的判斷采取了審慎態度。
布置作業
完成“研討與練習一、二”。