宇宙的未来实用课件22.ppt
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- 宇宙 未来 实用 课件 22
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1、 目标目标:“推力推力”著作:时间简史著作:时间简史 职位:卢卡逊数学讲座最职位:卢卡逊数学讲座最高教授之职高教授之职 精神:不向厄运低头的精精神:不向厄运低头的精神神 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。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
2、。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,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、可以任意洞穿苦难、灾祸、痛苦,痛苦,可以消灭一切黑暗,赢得可以消灭一切黑暗,赢得重生。重生。另外一个指头,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。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,
3、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!总结霍金 科学家、物理学家,不仅敬重理论物理方面的贡献,更在于他在身患绝症、全身瘫痪的情况下所作出的贡献。从“身残志不残”的霍金身上,能感受到他高尚的人格魅力,战胜自我、挑战极限、追求科学的顽强品质。战胜自我、挑战极限、追求科学的顽强品质。走进神秘的宇宙走进神秘的宇宙宇宙大爆炸宇宙大爆炸!明确:本文讲的是宇宙的未来问题,预测了两种结明确:本文讲的是宇宙的未来问题,预测了两种结局:或膨胀,或收缩。局:或膨胀,或收缩。科学家有信心预言未来科学家有信心预言未
4、来 一一 科学预言,更可靠些(科学预言,更可靠些(1)巫师的预言巫师的预言模棱两可模棱两可 一一 其预言其预言不可靠、荒谬不可靠、荒谬(25)宗教的预言宗教的预言屡测屡败屡测屡败 物理方程的方程具有物理方程的方程具有混沌性混沌性 一一 不能预言人类的未来不能预言人类的未来制约大脑的方程具有制约大脑的方程具有混沌性混沌性 (613)宇宙的行为大尺度下简单不混沌 一可以预言宇宙的未来 继续膨胀下去宇宙的未来 取决于宇宙的平均有两种可能 收缩以至坍缩成一点 密度(14-16)宇宙现在的密度非常接近于把坍缩和膨胀区分开来的临界点上,所以两种可能都会发生。(17-25段)全文总结。(26段)小结文章结构
5、小结文章结构:这篇演讲,从古代巫师的预言,谈到近代宗教的预言,然后过这篇演讲,从古代巫师的预言,谈到近代宗教的预言,然后过渡到自己对宇宙未来的预言,运用天体物理学理论,对宇宙的未来渡到自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测,一是继续膨胀下去;二是收缩以至坍缩成一个点。作出了两种预测,一是继续膨胀下去;二是收缩以至坍缩成一个点。(14-16):对于宇宙的未来关键在于:):对于宇宙的未来关键在于:平均密度是多少平均密度是多少?这是本文探讨的核这是本文探讨的核心心 第14段:宇宙平均密度 临界值 第15段:宇宙平均密度临界值 第16段:宇宙的未来,关键在于:平均密度是多
6、少?(17-18):):宇宙中存在许多暗物质,因此宇宙中存在许多暗物质,因此不能根据可见天体的质量判断宇宙的平均不能根据可见天体的质量判断宇宙的平均密度。密度。第第17段:什么是暗物质?暗物质的一个证据来段:什么是暗物质?暗物质的一个证据来自螺旋星系自螺旋星系。第第18段:暗物质另一个证据来自星系团段:暗物质另一个证据来自星系团 红巨星红巨星第第19段:段:太阳的未来:太阳的未来:太阳太阳红巨星红巨星白矮星白矮星 第第20段:黑洞的形成(恒星段:黑洞的形成(恒星黑洞)黑洞)宇宙膨胀第第21段:粒子逃离黑洞,宇宙如果膨胀,段:粒子逃离黑洞,宇宙如果膨胀,黑洞最终会蒸发。黑洞最终会蒸发。(19-2
7、1)依观测可预言宇宙会无限膨胀依观测可预言宇宙会无限膨胀(22-23):):论述也许存在足够的暗物论述也许存在足够的暗物质,那么宇宙就会坍缩。质,那么宇宙就会坍缩。第第22段:段:还有未被我们探测到的暗还有未被我们探测到的暗物质物质 第第23段:段:也许存在足够的暗物质,也许存在足够的暗物质,使宇宙坍缩。使宇宙坍缩。(24-25):):介绍宇宙必须刚好具有临界密度的两介绍宇宙必须刚好具有临界密度的两种解释种解释 第第24段:段:人择原理人择原理第第25段:段:暴涨理论暴涨理论霍金对预言宇宙未来的主要观点?霍金对预言宇宙未来的主要观点?宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均密度宇宙的膨胀和坍缩与宇宙的平均
8、密度有关,如果平均密度小于某个临界值,它有关,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,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。(16段)段)在螺旋星系和星系团中应该在螺旋星系和星系团中应该存在有某种看不见的暗物质,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,不至于使这的星系牢牢抓住,不至于使这些星系或星系团飞散开去。些星系或星系团飞散开去。(1717段)段)如果宇宙继续膨胀下去,五十亿如果宇宙继续膨胀下去,五十亿年后,太阳将耗尽它的核燃料,变成年后,太阳将
9、耗尽它的核燃料,变成一颗白矮星。在大约一百亿年后,具一颗白矮星。在大约一百亿年后,具有太阳有太阳质量的恒星将变成白矮星或中子星,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。具有更大质量的恒星会变成黑洞。(1920段)段)黑洞中粒子的速度有可能超黑洞中粒子的速度有可能超过光速逃出黑洞,只要有足够长过光速逃出黑洞,只要有足够长的时间,巨大的黑洞也可以的时间,巨大的黑洞也可以“蒸蒸发发”掉。(掉。(2121段)段)在星系或星系团之外,应该存在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度达到临界值,从而
10、可能会使宇宙最终坍缩。但这个时间肯定在一百五十终坍缩。但这个时间肯定在一百五十亿年之后。(亿年之后。(25段)段)为什么科学为什么科学“不能预言人类社会的不能预言人类社会的未来未来”,却,却“可以预言宇宙遥远的未可以预言宇宙遥远的未来来”?明确:明确:因为前者是混沌的,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单宇宙的行为在非常大尺度下是简单的,而不是混沌的,因此的,而不是混沌的,因此,我们可以预言我们可以预言宇宙遥远的未来宇宙遥远的未来”。文章内容是谈对宇宙未来的预测,文章内容是谈对宇宙未来的预测,为什么开篇先讲了许多历史故事,起到为什么开篇先讲了许多历史故事,
11、起到了什么作用了什么作用?明确:明确:作者先从古代的巫术和近代的宗作者先从古代的巫术和近代的宗教预言谈起,是为了引出话题,说明从教预言谈起,是为了引出话题,说明从科学的角度谈论宇宙的未来是非常严肃科学的角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的事,科学有别于宗教的地方是它的求实精神。引起听众的兴趣。实精神。引起听众的兴趣。作者对宇宙的未来的预言与巫师、作者对宇宙的未来的预言与巫师、宗教预言家对人类社会未来的预言有宗教预言家对人类社会未来的预言有何不同何不同?明确:明确:前者是有科学根据的,是运用天前者是有科学根据的,是运用天体物理学理论进行的科学推测,科学体物理学理论进行
12、的科学推测,科学预言;而后者是没有科学根据可言预言;而后者是没有科学根据可言的。的。其实,从上面的题目就可知其实,从上面的题目就可知道,人类社会的未来根本就是无法预道,人类社会的未来根本就是无法预言的,因为方程是混沌的,所以巫师、言的,因为方程是混沌的,所以巫师、宗教预言家对人类社会的预言注定就宗教预言家对人类社会的预言注定就是荒唐的。是荒唐的。对宇宙未来的预言,关键是要弄清对宇宙未来的预言,关键是要弄清宇宙的什么问题宇宙的什么问题?明确明确:“对宇宙未来的预言,其关键问题在于平对宇宙未来的预言,其关键问题在于平均密度是多少。均密度是多少。”对宇宙的未来,作者以为是可以预对宇宙的未来,作者以为
13、是可以预测呢,还是不可以预测测呢,还是不可以预测?明确:明确:归根到底,宇宙的未来只有两种命运:归根到底,宇宙的未来只有两种命运:继续膨胀,或可能收缩。这取决于宇宙现有的密继续膨胀,或可能收缩。这取决于宇宙现有的密度,所以,科学家在没有称算出宇宙的重量之前,度,所以,科学家在没有称算出宇宙的重量之前,不得不承认不得不承认“宇宙实际上是处在刀锋上宇宙实际上是处在刀锋上”,所以,所以要继承巫师或预言家的传统:要继承巫师或预言家的传统:“两方下赌注,以两方下赌注,以保万无一失。保万无一失。作为一篇关于宇宙未来的演讲词,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,本文的大量篇幅是
14、较为严肃的科学话题,运用了好多专业术语,容易使人感到沉运用了好多专业术语,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,使得这样一篇旨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,让人能够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。在一种轻松愉快的气氛中认真听下去。“例如,如果你稍微改变一下你旋转例如,如果你稍微改变一下你旋转轮赌盘的方式,就会改变出来的数字。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,否你在实际上不可能预言出来的数字,否则的话,物理学家就会在赌场发财。则的话,物
15、理学家就会在赌场发财。”明确:明确:用这个比喻生动地说明了用这个比喻生动地说明了“即使即使我们知道了制约宇宙的有关定律,我们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来仍然不能利用它们去预言遥远的未来”。“这有一点像是再投胎。如果有人声称这有一点像是再投胎。如果有人声称一个新生的婴儿是和某一死者等同,如一个新生的婴儿是和某一死者等同,如果该婴儿没从他的以前的生命遗传到任果该婴儿没从他的以前的生命遗传到任何特征或记忆,这种声称有什么意义呢何特征或记忆,这种声称有什么意义呢?人们可以同样地讲,它是完全不同的个人们可以同样地讲,它是完全不同的个体。体。”明确:明确:用这个比喻形
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