一名物理学家的教育历程

导入新课•成为一位科学家是无数有志青年的梦想，对物理的探究更是许多年轻的学子孜孜以求的，我们来看一下加来道雄的成长道路，或许能得到一些启发。加来道雄：美籍日裔物理学家，毕业于美国哈佛大学，获加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位，后任纽约市立大学城市学院理论物理学教授。主要著作有《超越爱因斯坦》（与特雷纳合著）《量子场论》《超弦导论》。其“超弦理论”，虽然只是短短一个一英寸长的方程式，也许就是解开宇宙之谜的第一把钥匙。作者简介字词掌握刨根究底（páo）撒手人寰（huán）湮没（yān）惊诧（chà）栅栏（zhà）畏葸不前（xǐ）五彩斑斓（lán）目眩（xuàn）鄙视（bǐ）冷嘲热讽（fěng）杜撰（zhuàn）怪诞（dàn））•解题•“教育历程”，暗示本文的说明顺序是：•时间顺序“一名物理学家”指谁呢？•加来道雄作者在文章中所说，“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力，并且引导我走上成为一个理论物理学家的历程。”这两件趣事是指什么？第一件趣事是指作者小时候在父母的带领下，去旧金山游览著名的日本茶园。作者在那里发现了丰富多彩的非常有趣的鲤鱼世界。第二件趣事是指作者在八岁时曾听过的一个有关整个人类历史上最伟大的科学家的故事。基本脉络一（1）：童年的两件趣事。二（2-11）：童年的第一件趣事。——对鲤鱼世界的遐想。三（12-18）：童年的第二件趣事。——对爱因斯坦未竟事业的向往。结构图解一.（1段）全文总纲：童年的两件趣事。二.（2~11段）由对鲤鱼世界的遐想，推知人类认识的局限性。1.幻想鲤鱼“科学家”研究的局限性。2.推知人类对多维空间研究的局限性。三.（12~18段）对爱因斯坦未竟事业的向往与研究。1.探究爱因斯坦未完成的理论。2.建立自己的原子对撞机。对鲤鱼世界的幻想对爱因斯坦未竟事业的向往实验•理论物理学家童年————青年—————成年1、“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的？•主要有以下几点：•（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）“鲤鱼科学家”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、作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么？•说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。•（1）人类一生就在自己的“池子”里度过，只要超出人类的理解力的自然存在，人类就拒绝承认。•（2）“科学家发明像力这样一些概念……”，是因为人类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，人类就加以“鄙视”，表现出思想上的保守和固执。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。这样的人必须耐得住寂寞，必须有恒心和奉献精神。“在所不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。3.作者说“我决定要对这一问题刨根问底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人？4.作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义？科学是建立在基础实验之上的，科学理论要经过实验的检验才能得到论证。实验不是简单的操作，要有理论指导，要有实验的设计，要有策划组织能力，要有耐力和恒心等等，实验考验的是实验者的综合能力。而我们当前存在的问题是，重视理论，轻视基础实验，表现为动手能力和实践能力差，思想上浮躁，急功近利。对教育而言，重知识，轻能力的现象很普遍。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪。5.本文体现了怎样的科学精神？（1）想象力：科学是需要想像力的，想像力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想像中，认识到人类观察空间的局限性，间接感悟到高维空间存在的可能。由感性的想像上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。（2）乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。探寻自然的奥秘，对真正的科学工作者来说，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏”，也是人生的“境界”。“游戏”使他们乐此不疲，充满激情，不受外界的诱惑和干扰；而“境界”使他们不顾功利，不畏强权，只求真理。（3）实验精神：有了想像力，有了乐趣，那只是成为科学家的最基础的因素，不去踏踏实实地做实验，就不能得到基本数据，假说就不能确立。一味地空想，不去做基础工作，不可能达到真理的彼岸。作者从事的高维空间理论，虽然还停留在纸面上，但是科学家们已经在做许多基础的实验工作，努力使理论得到证明。即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论，也要有数学和天体物理学的实验基础，也不是空想出来的。6.本文在材料处理上有什么特点？重点突出，详略得当。在整体上，作者并没有从童年到小学到初中到高中，按时间顺序叙事，而是通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例，突出他成长为一名“物理学家”的“教育历程”，并不旁及其他成长的经验；在局部上，如高中阶段，作者看了许多统一场理论方面的书，并常常去斯坦福大学的物理图书馆，相关的理论书籍是怎样启发、引导他研究的，这里肯定有许多精彩的故事，但是作者只是一笔带过，重点放在制造“自己的原子对撞机”上，其中具体的数据叙述得很详尽，让人体会到作者严谨、踏实的性格，以及内在的成为物理学家所需要的基本素质。多维空间0维：没有长宽高，单纯的一个点。一维：只有长度二维：平面世界只有长宽三维：长宽高立体世界我们肉眼亲身感觉到看到的世界三维空间是点的位置由三个坐标决定的空间。四维：是在普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴，而这条时间的轴是一条虚数值的轴。根据爱因斯坦相对论所说：我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。一维是线，二维是面，三维是静态空间，四维是动态空间（因为有了时间）。