宇宙的未来设计一PPT概述.ppt

1、13 宇宙的未来-2-导入新课导入新课 仰望灿烂的星空，我们会肃然起敬，仰望灿烂的星空，我们会肃然起敬，产生无穷无尽的联想和想象。从古到产生无穷无尽的联想和想象。从古到今，人们对于宇宙的猜测和探索从来今，人们对于宇宙的猜测和探索从来没有停止过。今天我们走进没有停止过。今天我们走进宇宙的宇宙的未来未来，来了解霍金的猜测。，来了解霍金的猜测。-3-学习目标学习目标1.1.提炼本文要点，增强概括能力。提炼本文要点，增强概括能力。2.2.通过自读，归纳霍金对宇宙未来通过自读，归纳霍金对宇宙未来预言的主要观点。预言的主要观点。3.3.通过本文的学习，感受科学精神，通过本文的学习，感受科学精神，增进科学素

2、养增进科学素养,激发学生对宇宙奥激发学生对宇宙奥秘的探索热情。秘的探索热情。-4-轮椅上的传奇科学家轮椅上的传奇科学家-5-史蒂芬史蒂芬.霍金霍金 19421942年年1 1月月8 8日出生于英日出生于英国的牛津。国的牛津。霍金在牛津大学毕业后即到剑桥大学读霍金在牛津大学毕业后即到剑桥大学读研究生，这时被诊断患了运动神经细胞症，研究生，这时被诊断患了运动神经细胞症，不久，就不久，就完全瘫痪完全瘫痪了。了。19851985年，霍金又因年，霍金又因肺炎进行了穿气管手术，此后，他肺炎进行了穿气管手术，此后，他完全不完全不能说话能说话，依靠安装在轮椅上的一个小对话，依靠安装在轮椅上的一个小对话机和语言

3、合成器与人进行交谈；看书必须机和语言合成器与人进行交谈；看书必须依赖一种翻书页的机器，读文献时需要请依赖一种翻书页的机器，读文献时需要请人将每一页都摊人将每一页都摊在大桌子上，然后他驱动在大桌子上，然后他驱动-6-轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读 霍金正是在这种一般人难以置信的艰霍金正是在这种一般人难以置信的艰难中，成为世界公认的引力物理科学巨人。难中，成为世界公认的引力物理科学巨人。霍金在剑桥大学任牛顿曾担任过的卢卡逊霍金在剑桥大学任牛顿曾担任过的卢卡逊数学讲座教授，他的黑洞蒸发理论和量子数学讲座教授，他的黑洞蒸发理论和量子宇宙论不仅震动了自然科学界，并且对哲宇宙论不仅震

4、动了自然科学界，并且对哲学和宗教也有深远影响。学和宗教也有深远影响。-7-霍金的朋友曾这样感慨：霍金的朋友曾这样感慨：“可以可以相信，当他所热爱的东西都失去时，相信，当他所热爱的东西都失去时，他不仅坚强地活着，而且伟大地活他不仅坚强地活着，而且伟大地活着，那么他所带给我们的不仅仅是着，那么他所带给我们的不仅仅是科学的智慧，还有人类最可贵的精科学的智慧，还有人类最可贵的精神。神。”-8-9-1.1.霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点？霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点？2.2.文章内容是谈对宇宙未来的预测，为什么开篇却谈文章内容是谈对宇宙未来的预测，为什么开篇却谈巫师预言的尴尬、宗教预言的失败巫

5、师预言的尴尬、宗教预言的失败?3.3.作者说将宇宙中的暗物质考虑在内，也远远达不到作者说将宇宙中的暗物质考虑在内，也远远达不到宇宙重新坍缩的临界密度，据此则可预言宇宙会继续无宇宙重新坍缩的临界密度，据此则可预言宇宙会继续无限地膨胀下去，为什么后文又说宇宙最终可能会坍缩限地膨胀下去，为什么后文又说宇宙最终可能会坍缩?4.4.对宇宙的未来，作者以为是可以预测呢，还是不可对宇宙的未来，作者以为是可以预测呢，还是不可以预测以预测?5.5.体会这篇演讲词的语言特点是什么？体会这篇演讲词的语言特点是什么？自读思考自读思考-10-在中文里，在中文里，“宇宇”是是“上下四方上下四方”的的意思，表示意思，表示空

6、间空间；“宙宙”是是“古往今来古往今来”的意思，表示的意思，表示时间时间。宇宙的历史，就是空。宇宙的历史，就是空间在时间上发展的过程，史蒂芬间在时间上发展的过程，史蒂芬霍金以时霍金以时间为序，研究我们所处的这个宇宙诞生、间为序，研究我们所处的这个宇宙诞生、发展，以及它将来可能的状况，因此，他发展，以及它将来可能的状况，因此，他把自己的书称作把自己的书称作时间简史时间简史，实际上就，实际上就是是宇宙简史宇宙简史。题题 解：解：-11-本文讲的是宇宙的未来问题，预测了两本文讲的是宇宙的未来问题，预测了两种结局：或膨胀，或坍缩。种结局：或膨胀，或坍缩。-12-（1 1）宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密

7、度有关，如果平均密度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，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。宇宙就会坍缩，时间本身就会终结。（2 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，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。系或星系团飞散开去。（3 3）如果宇宙继续膨胀下去，五十亿年后，太阳将耗尽它的核如果宇宙继续膨胀下去，五十亿年后

8、，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。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 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，巨大的黑洞也可以长的时间，巨大的黑洞也可以“蒸发蒸发”掉。掉。（5 5）在星系或星系团之外，应该存在有足够的暗物质，这些暗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。但这个物质能使密度达

9、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。时间肯定在一百五十亿年之后。霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点？霍金对宇宙未来的预言主要有哪些观点？-13-文章内容是谈对宇宙未来的预测，为什么开文章内容是谈对宇宙未来的预测，为什么开篇却谈巫师预言的尴尬、宗教预言的失败篇却谈巫师预言的尴尬、宗教预言的失败?作者先从古代的巫术和近代的宗教预言作者先从古代的巫术和近代的宗教预言谈起，是为了谈起，是为了引出话题引出话题，说明从科学的角，说明从科学的角度谈论宇宙的未来是非常严肃的事，科学度谈论宇宙的未来是非常严肃的事，科学有别于宗教的地方是它的求实精神，有别于宗教的地方是它的求实精

10、神，前者前者是有科学根据的，是运用天体物理学理论是有科学根据的，是运用天体物理学理论进行的科学推测，科学预言；而后者是没进行的科学推测，科学预言；而后者是没有科学根据可言的。有科学根据可言的。精读课文，探究内涵精读课文，探究内涵-14-作者说将宇宙中的暗物质考虑在内，也远远达不作者说将宇宙中的暗物质考虑在内，也远远达不到宇宙重新坍缩的临界密度，据此则可预言宇宙会继到宇宙重新坍缩的临界密度，据此则可预言宇宙会继续无限地膨胀下去，为什么后文又说宇宙最终可能会续无限地膨胀下去，为什么后文又说宇宙最终可能会坍缩坍缩?宇宙中存在暗物质宇宙中存在暗物质“一个证据来自于螺旋星系一个证据来自于螺旋星系”，“必

11、须存在某种看不见的物质形式，其引力吸引足以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把这些旋转的星系牢牢抓住”；“另一个证据来自于另一个证据来自于星系团星系团”，“要不是引力吸引把星系抓到一起，这些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星系团就会飞散开去所以，在星系团中我们观测所以，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到的星系以外必须存在额外的暗物质”。作者为了说明现在的宇宙密度可能就在临界状态，作者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，列举了两种假说，“一种是所谓的人择原理一种是所谓的人择原理”，另一，另一种是种是“极早

12、期宇宙的暴涨理论极早期宇宙的暴涨理论”。-15-对宇宙的未来，作者以为是可以对宇宙的未来，作者以为是可以预测，还是不可以预测呢预测，还是不可以预测呢?归根到底，宇宙的未来只有两种命归根到底，宇宙的未来只有两种命运：运：继续膨胀，或可能坍缩。继续膨胀，或可能坍缩。这取决于这取决于宇宙现有的密度，所以，科学家在没有宇宙现有的密度，所以，科学家在没有称算出宇宙的重量之前，不得不承认称算出宇宙的重量之前，不得不承认“宇宙实际上是处在刀锋上宇宙实际上是处在刀锋上”，所以要，所以要继承巫师或预言家的传统：继承巫师或预言家的传统：“两方下赌两方下赌注，以保万无一失。注，以保万无一失。-16-因为前者是混沌的

13、，不确定的；因为前者是混沌的，不确定的；而而“宇宙的行为在非常大尺度下是简宇宙的行为在非常大尺度下是简单的，而不是混沌的，因此单的，而不是混沌的，因此,我们可以我们可以预言宇宙遥远的未来预言宇宙遥远的未来”。-17-“对宇宙未来的预言，其关键问题在对宇宙未来的预言，其关键问题在于平均密度是多少。于平均密度是多少。”会有两种可能：会有两种可能：“如果它比临界值小，宇如果它比临界值小，宇宙就将永远膨胀，但是，如果它比临界值宙就将永远膨胀，但是，如果它比临界值大，宇宙就会坍缩。大，宇宙就会坍缩。”-18-本文是霍金对宇宙未来的预言，本文是霍金对宇宙未来的预言，那你们又是怎么看待宇宙的未来那你们又是怎

14、么看待宇宙的未来?你们相信有世界未日吗？你们相信有世界未日吗？-19-作为一篇关于宇宙未来的演讲词，本文的作为一篇关于宇宙未来的演讲词，本文的大量篇幅是较为严肃的科学话题，运用了好多大量篇幅是较为严肃的科学话题，运用了好多专业术语，容易使人感到沉闷。但是霍金的聪专业术语，容易使人感到沉闷。但是霍金的聪明之处在于他运用了许多幽默风趣的语言，使明之处在于他运用了许多幽默风趣的语言，使得这样一篇旨在说明科学道理的学术演讲，让得这样一篇旨在说明科学道理的学术演讲，让人能够在一种轻松愉快的气氛中认真听下去。人能够在一种轻松愉快的气氛中认真听下去。体会这篇演讲词的语言特点。体会这篇演讲词的语言特点。-20

15、-（1 1）“这些日期使股票市场下跌这些日期使股票市场下跌.虽然它使我百思不解，为何世界的终结虽然它使我百思不解，为何世界的终结会使人愿意用股票来换钱，假定你在世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。界末日什么也带不走的话。”这句话让人在笑声中悟到人类自身的这句话让人在笑声中悟到人类自身的某些缺陷和某些思维误区。某些缺陷和某些思维误区。-21-这句话幽默中含着讽刺，揭露了宗这句话幽默中含着讽刺，揭露了宗教预言师的荒谬，表现了对方屡测屡败教预言师的荒谬，表现了对方屡测屡败却又想方设法自圆其说的尴尬与可笑。却又想方设法自圆其说的尴尬与可笑。（2 2）“据说，据说，1844184

16、4年是第二次回归的开年是第二次回归的开始，但是首先要数出获救者名单。只有数始，但是首先要数出获救者名单。只有数完了名单，审判日才降临到那些不列在名完了名单，审判日才降临到那些不列在名单上的人单上的人。幸运的是，数人名看来要花很幸运的是，数人名看来要花很长的时间。长的时间。”-22-（3 3）“例如，如果你稍微改变一下例如，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。你在实际上不可能预言出来的数字，否则的话，物理学家就会在的数字，否则的话，物理学家就会在赌场发财。赌场发财。”用这个比喻生动地说明了用这个比喻生动地说明了

17、“即使即使我们知道了制约宇宙的有关定律，我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们仍然不能利用它们去预言遥远的未来来”。-23-用这个比喻形象地说明宇宙在大挤压处终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。另一个相分离的宇宙的部分。-24-联系实际联系实际拓展延伸拓展延伸 在在果壳中的宇宙果壳中的宇宙一书中，霍金引用了莎士一书中，霍金引用了莎士比亚戏剧比亚戏剧哈姆雷特哈姆雷特里一句充满诗意的台词：里一句充满诗意的台词：“我即使被关在果壳里，仍自以为是无限空间之我即使被关在果壳里

18、，仍自以为是无限空间之王王!”!”这句台词形象地道出了霍金的崇高精神追求，这句台词形象地道出了霍金的崇高精神追求，使人们亲眼看到了使人们亲眼看到了“果壳果壳”中的那个挑战命运的中的那个挑战命运的不屈的灵魂。他曾说：不屈的灵魂。他曾说：“只要有智慧和精神在，只要有智慧和精神在，没有什么能打倒自己。身体的健康固然重要，心没有什么能打倒自己。身体的健康固然重要，心灵的健康也会给你无穷的力量。灵的健康也会给你无穷的力量。”在少年霍金的在少年霍金的心中，崇拜的不是歌星或球星，而是贝特朗心中，崇拜的不是歌星或球星，而是贝特朗罗罗素，一位不知疲倦的思想家、哲学家和科学家。素，一位不知疲倦的思想家、哲学家和科

19、学家。-25-从作者霍金的身上，能感受到高尚的从作者霍金的身上，能感受到高尚的人格魅力。霍金的朋友曾这样感慨：人格魅力。霍金的朋友曾这样感慨：“可可以相信，当他所热爱的东西都失去时，他以相信，当他所热爱的东西都失去时，他不仅坚强地活着，而且伟大地活着，那么不仅坚强地活着，而且伟大地活着，那么他所带给我们的不仅仅是科学的智慧，还他所带给我们的不仅仅是科学的智慧，还有人类最可贵的精神。有人类最可贵的精神。”-26-霍金名言霍金名言 上帝既造就天才，也造就傻瓜，这不取决于上帝既造就天才，也造就傻瓜，这不取决于天赋，完全是个人努力程度不同的结果。天赋，完全是个人努力程度不同的结果。当你面临着夭折的可能

20、性，你就会意识到，当你面临着夭折的可能性，你就会意识到，生命是宝贵的，你有大量的事情要做。生命是宝贵的，你有大量的事情要做。宇宙有开端吗？如果有的话，在此之前发生宇宙有开端吗？如果有的话，在此之前发生过什么？过什么？宇宙从何处来，又往何处去？宇宙从何处来，又往何处去？生活是不公平的，不管你的境遇如何，你只生活是不公平的，不管你的境遇如何，你只能全力以赴。能全力以赴。-27-你是宇宙之王，你是宇宙之王，你是泰山北斗，你是泰山北斗，你是活着的爱因斯坦，你是活着的爱因斯坦，你是人们心中的英雄，你是人们心中的英雄，赋予你什么都不为过，赋予你什么都不为过，因为命运对你实在不公。因为命运对你实在不公。-2

21、8-他剥夺你行走的能力，他剥夺你行走的能力，你却用思想穿越时空；你却用思想穿越时空；他不让你站立，他不让你站立，你却用眼睛仰望天空；你却用眼睛仰望天空；他对你冷漠，他对你冷漠，你却用微笑面对死神。你却用微笑面对死神。你不该剥夺的，你不该剥夺的，都被厄运拿走了，都被厄运拿走了，只留下十个手指，只留下十个手指，-29-能活动的只有两个，能活动的只有两个，但对你来说，但对你来说，有两个指头就足够了！有两个指头就足够了！一个指头，一个指头，那是一把锋利无比的剑，那是一把锋利无比的剑，可以任意洞穿苦难、灾祸、痛苦，可以任意洞穿苦难、灾祸、痛苦，可以消灭一切黑暗，赢得重生。可以消灭一切黑暗，赢得重生。另外

22、一个指头，另外一个指头，用以创造，用以创造，同样可以所向披靡。同样可以所向披靡。-30-你是智者的化身你是智者的化身,你是人类探索宇宙的典范，你是人类探索宇宙的典范，你站在爱因斯坦的肩上，你站在爱因斯坦的肩上，看得好远，看得好远，而我多想站在你的肩膀上，而我多想站在你的肩膀上，一直看到宇宙的边缘，一直看到宇宙的边缘，惊讶于生命的浩瀚惊讶于生命的浩瀚。向你致敬！向你致敬！-31-小结小结 这篇演讲，从古代巫师的预言，这篇演讲，从古代巫师的预言，谈到近代宗教的预言，然后过渡到自谈到近代宗教的预言，然后过渡到自己对宇宙未来的预言，运用天体物理己对宇宙未来的预言，运用天体物理学理论，对宇宙的未来作出了两种预学理论，对宇宙的未来作出了两种预测，一是继续膨胀下去；二是收缩以测，一是继续膨胀下去；二是收缩以至坍缩成一个点。至坍缩成一个点。-32-课后作业课后作业 以以“轮椅上的霍金，我轮椅上的霍金，我想对你说想对你说”为题写一篇文为题写一篇文章。章。-33-